Наука года: как технологии меняют сельское хозяйство
Коровы-супергерои, дроны для борьбы с мышами-полевками и грибы-убийцы — в 2018 году российские ученые предложили неожиданные способы повышения эффективности сельского хозяйства. Тайга.инфо выбрала самые яркие открытия в области генетики, борьбы с вредителями и новых аграрных технологий.
Новые технологии в сельском хозяйстве
В 2018 году ученые Красноярского научного центра СО РАН и Кемеровского государственного университета предложили заменить традиционные способы возделывания зерновых культур ресурсосберегающими методами — минимальной и нулевой обработкой почвы. Такие технологии позволяют получить высокий урожай при максимальной рентабельности и снижении отрицательного влияния на окружающую среду.
«Ресурсосберегающие технологии снижают эрозию почвы за счет растительных остатков на поверхности, позволяют снизить энергоемкость получения сельскохозяйственной продукции, повысить производительность труда и экономическую эффективность возделывания культур, — объясняет ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института сельского хозяйства ФИЦ КНЦ СО РАН Василий Романов. — При этом важно помнить, что применение азотных удобрений снижает себестоимость продукции, за счет значительной прибавки урожая».
Инженеры Института проблем управления РАН предложили использовать группировки дронов для борьбы с мышами-полевками. Беспилотники могут дистанционно находить мышиные колонии и точечно доставлять разрешенные для борьбы с грызунами препараты.
Предложенный способ борьбы с вредителями имеет преимущества по сравнению с существующими. Прежде всего, он позволяет обрабатывать поля без использования колесной или гусеничной техники, не нанося вред посевам. Во-вторых, он позволяет точечно вносить препараты, что повышает эффективность борьбы с грызунами и обеспечивает большую экологическую безопасность.
Дешевый способ получения бактериальной наноцеллюлозы разработали сотрудники Института проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук. Новый материал можно использовать в медицине, например, для 3D-печати хрящей и создания искусственной кожи.
Бактериальная наноцеллюлоза обладает рядом преимуществ перед своим растительным аналогом — обычной целлюлозой. Ее волокна длиннее, шире и прочнее. В такой целлюлозе практически нет примесей, которые ухудшали бы ее прочностные и поглощающие свойства.
Как защитить растения от вредителей и болезней
В 2018 году российские ученые впервые за десятилетия изучили паразитические грибы — организмы-убийцы, превращающие насекомых в зомби. Один из них, кордицепс однобокий, прорастает внутрь тел муравьев и превращает жертву в послушную «марионетку». Пораженное насекомое покидает сородичей и скитается в поисках благоприятного места для роста своего хозяина. Добравшись до идеального «жилья», гриб-паразит парализует насекомое и медленно убивает его. После этого из головы жертвы прорастает плодовое тело гриба, и новые смертоносные споры попадают в воздух в поисках других хозяев, которых вскоре постигнет та же участь.
В будущем ученые рассчитывают узнать, как организмы без мозга развили способность контролировать животных с мозгом. Такие грибы можно будет использовать для контроля численности вредителей сельского хозяйства, кровососущих и других вредных насекомых, поражая их как биопестициды.
В свою очередь, ученые Уральского федерального университета разработали препарат для защиты картофеля. Химики выработали методы получения новых биологически активных соединений, проявляющих противогрибковые свойства. «При проведении эксперимента в открытом грунте фиксировалось повышение количества и качества урожая, — отметила доцент кафедры технологии органического синтеза химико-технологического института УрФУ Татьяна Глухарева. — В ходе проверки данного соединения при длительном хранении клубней отметили его способность повышать сопротивляемость их к патогенам».
Исследователи из Института X-BIO Тюменского государственного университета отправились в 2018 году в экспедицию в Африку в поисках гнезд редких видов термитов для исследования фауны их симбионтов — клещей. Руководитель исследования, ведущий научный сотрудник Института X-BIO Александр Хаустов специализируется на изучении биологических методов борьбы с вредителями. Он занимался разведением хищных клещей, которые поедают своих растительноядных собратьев.
Выдающиеся коровы и новые помидоры
Ученые из Института цитологии и генетики СО РАН и Королевского ветеринарного колледжа в Лондоне начали совместный проект по изучению генома коренных пород крупного рогатого скота в России. Результаты исследований помогут в будущем выводить породы коров с выдающимися характеристиками.
Проанализировав геномы 19 российских пород, ученые пришли к выводу, что ряд коренных пород до сих пор сохраняется в достаточно «чистом» виде. Многие из них обладают достаточно ценными и присущими только им чертами. Например, мясо украинской серой коровы отличается хорошим вкусом, а якутская корова дает жирное молоко и отлично себя чувствует при температуре до -50 °С.
В дальнейшем, используя методы генной инженерии, можно будет тиражировать эмбрионы с нужными генами и свойствами. Это не только позволит сделать селекцию коров более целенаправленной, но и сократит сроки создания новых пород с выдающимися характеристиками.
Тем временем, в Институте цитологии и генетики СО РАН вывели два новых сорта пасленовых. Селекционеры передали в госкомиссию томат «Семёновна» и сладкий перец под названием «Египетская сила». Новые помидоры оказались скороспелыми, что важно для Сибири, но у них более высокие вкусовые качества, чем у обычных «скороспелок».
Перец «Египетская сила» с высоким содержанием витамина С получил название за пирамидальную форму плодов, которая напомнила селекционерам про египетские пирамиды.
Подготовил Илья Кабанов, научный обозреватель Тайги.инфо