Инновационный продукт нового поколения
За последние годы было приложено немало усилий для того, чтобы свеклосахарная отрасль в России поднялась с колен
В деле свеклосахарного производства важен каждый шаг, начиная с выбора семян свеклы и заканчивая процессом ее переработки.
Вырастить хороший урожай – это только полдела, а вот как сохранить ценные корнеплоды с тем, чтобы получить высокий выход сахара, и его производство было высокорентабельным, — другая наиважнейшая задача, над решением которой корпят лучшие ученые умы, в том числе специалисты отдела хранения и подготовки сырья к переработке Российского научно-исследовательского института сахарной промышленности.
Это одно из старейших структурных подразделений института, а возглавляет его кандидат сельскохозяйственных наук Николай Сапронов. Его по праву можно назвать живой «энциклопедией»: делу развития сырьевой базы сахарной промышленности он посвятил всю свою трудовую деятельность. Сегодня именно к этому человеку на практике обращаются за советом специалисты сахарных заводов со всех регионов России и заключают договора по вопросам оценки качества сахарной свеклы, предуборочного обследования свекловичных плантаций с целью определения поражения болезнями, химического состава, технологических качеств корнеплодов, поскольку эти показатели являются самыми важными в технологии их переработки.
О том, что в настоящее время происходит с отечественной сахарной промышленностью, о разработках новых технологий хранения сахарной свеклы рассказывает Николай Сапронов.
— В последние годы в нашей стране наблюдается наращивание объемов производства сахарной свеклы, причем оно приняло характер стабильности. Так, в 2011-2012 гг. в целом по России произвели свыше 40 млн. тонн, для сравнения в годы лучших советских пятилеток объемы заготовки свеклы составляли 28-33 млн.тонн. С одной стороны – это хорошо, с этих объемов мы уже можем получить достаточное количество сахара для полного обеспечения потребностей государства, а это более 5 млн. тонн, и стать независимыми от зарубежных поставок, и в дальнейшем уже нет смысла расширять посевы сахарной свеклы. Сегодня в отрасль пришли крупные агрохолдинговые компании, располагающие достаточными ресурсами для того, чтобы внедрять прогрессивные технологии выращивания свеклы, применять современную технику и получать высокие урожаи.
Но есть и обратная сторона медали: производственные мощности наших сахарных заводов отстают от роста производства сахарной свеклы. Оптимальный период сокодобывания составляет 100-110 суток, это как раз до нового года. Чтобы переработать 40 млн. тонн корнеплодов в оптимальные сроки, потребуется суммарная мощность всех сахарных заводов России 400 тыс. тонн переработки свеклы в сутки, у нас же она сегодня составляет 331 тыс. Таким образом, наблюдается дисбаланс между объемами производства свеклы и мощностью заводов, вследствие чего мы не успеваем переработать сырье своевременно. Увеличение объемов и продолжительности сроков хранения сахарной свеклы приводят к ухудшению ее технологических качеств, потере целевого компонента – сахарозы, снижению выхода сахара, повышению удельного расхода производственных материалов и теплоэнергоносителей. Следовательно, переработка свеклы в первом полугодии считается малоэффективной и нерентабельной. Для своевременной переработки должно быть соответствие объемов производства свеклы производственным мощностям сахарных заводов, которых у нас пока не хватает. Необходима реконструкция сахарных заводов по расширению производственных мощностей или новое строительство. А существующий сегодня дисбаланс приводит к тому, что в период уборки ежесуточные объемы поступлений свеклы на заводы в 2-2,5 раза превышают их суточную производительность, следовательно, около 50-60 % корнеплодов должны проходить стадию длительного хранения – от 20 до 60 суток и более. Свекла хранится на открытых площадках и подвергается негативному воздействию погодных факторов. Кроме того, свекла механизированной уборки характеризуется высоким содержанием балластных примесей, что создает благоприятные условия для микробиологических процессов, в которых участвуют плесневые грибы и бактерии, вызывающие кагатное гниение сырья. При переработке такой свеклы выход сахара резко снижается.
В настоящее время определились два направления по улучшению хранения свеклы – это применение консервантов и использование укрывочных материалов. Хочу отметить, что такой метод хранения, как применение консервантов, использовали и в довоенное и послевоенное время, при этом был наработан большой арсенал химических препаратов-антисептиков, но по различным причинам, в том числе из-за дефицита, высокой цены или малой эффективности, они не нашли широкого применения.
Учитывая сложность и взаимное влияние процессов, протекающих при хранении сахарной свеклы, были разработаны инновационные продукты нового поколения, такие как Кагатник – это отечественный препарат, выпускаемый ЗАО «Щелково Агрохим».
Мы давно исследовали его эффективность в лабораторных условиях путем проведения микробиологических опытов и убедились, что это один из лучших препаратов в сравнении с другими, которые сегодня существуют.
Полифункциональный консервант Кагатник обладает совокупностью свойств – высокой дезинфицирующей способностью, ингибированием ростовых процессов, способностью замедлять интенсивность дыхания корнеплодов и снижать уровень ферментативной активности инвертазы. Действующим веществом препарата является бензойная кислота, а это сильное антисептическое средство. Кагатник гарантирует качественное хранение корнеплодов сахарной свеклы в условиях призаводских свеклопунктов. Когда свекла убрана, очищена от избыточного содержания балластных примесей и соответствует физическим показателям для закладки в кагаты, она может быть обработана по технологии, разработанной специалистами «Щелково Агрохим», предусматривающей объемное опрыскивание корнеплодов антисептиком в момент их укладки в кагат с помощью опрыскивающего устройства, смонтированного на буртоукладчик.
Технология предполагает использование в расчете на тонну укладываемой на среднесрочное или продолжительное хранение корнеплодов 60 мл препарата Кагатник при норме расхода рабочего раствора 3 литра. Эту смесь наносят на поверхность укладываемых на хранение корнеплодов и, таким образом, защищают их от возбудителей кагатной гнили. В результате сочетание физически пригодной к длительному хранению свеклы с высокоэффективным фунгицидом и с использованием разработанной специалистами «Щелково Агрохим» технологии обработки гарантирует высокое качество хранения. Такая технология позволяет значительно сократить потери массы свеклы, сахарозы, получить высокий биологический и экономический эффект.
— Вы сказали о лабораторных исследованиях, а насколько испытан Кагатник на практике, и какова география его применения?
— Сегодня Кагатник широко применяют во всех регионах страны, в частности, в Центральном Черноземье его используют в производственных масштабах в Воронежской, Белгородской, Липецкой и Курской областях.
В прошедшем сезоне мы испытывали этот препарат в Курской области, на Кшенском сахарном заводе закладывали кагат объемом 5 тысяч тонн и обрабатывали Кагатником. Параллельно закладывали контрольный кагат свеклы идентичного качества без обработки и сравнивали качество свеклы после хранения, которое продолжалось 95 суток. Мы вели исследования, брали пробы и получили хорошие результаты. Специалисты этого предприятия дали высокую оценку препарату, отметив, что свекла в кагате, обработанная Кагатником, отличалась значительно лучшими технологическими показателями, среднесуточные потери массы свеклы и сахарозы в ней оказались в 1,6 раза меньше, чем при хранении необработанной свеклы. И в нынешнем сезоне, по словам заместителя директора по сырью Юрия Корнишина, на Кшенском сахарном заводе намерены обработать все поступающие на призаводской свеклопункт сладкие корнеплоды, а это более 100 тысяч тонн.
Бесспорную эффективность Кагатника отмечали представители сырьевых и технологических служб сахарных заводов на семинарах, организованных на базе нашего института. Как правило, на такие мероприятия мы приглашаем передовых специалистов, которые вплотную занимаются хранением свеклы, внедрением новшеств. Так, в этом году в работе семинара участвовал заместитель директора по сырью Воронежского сахарного завода «Лиски-Сахар» Юрий Петренко. Этого человека по праву можно назвать мастером своего дела. Поделившись опытом с коллегами, из всех новейших приемов хранения свеклы он выделил пример с обработкой Кагатником и отметил, что этот препарат действительно способствует лучшей сохранности сырья, снижает массу загнивших корнеплодов, обладает совмещенным комплексным действием, не только антисептическим, но и уменьшает интенсивность ферментативной активности, ростовых процессов и дыхания. И это очень важный фактор, поскольку потери сахарозы, помимо деятельности фитопатогенных микроорганизмов, обусловлены также активностью ферментов, интенсивного дыхания и прорастания корнеплодов.
Хорошие результаты показывает совмещенное применение Кагатника с укрывочными материалами. На российский рынок сейчас поступает материал под названием «Топт Текс» австрийской фирмы «Тенкате» – это полимерный нетканый материал, который свободно пропускает воздух, что необходимо для сахарной свеклы, и снижает неблагоприятное воздействие погодных условий. Мы протестировали аналогичную продукцию отечественного производства и нашли достойный вариант, не уступающий по своим укрывочным свойствам «Топт Тексу». Это Спанбонд Тульского производства, объединения «Химволокно» в г. Щекино. Мы его испытывали и в этом году намерены шире внедрять наш российский укрывочный материал. Он дешевле австрийского, при этом нисколько не уступает по качеству, обладая хорошей воздухопроницаемостью и водоотталкивающими способностями.
— Существуют ли сегодня подобные Кагатнику фунгициды?
— В настоящее время мы рассчитываем лишь на отечественные препараты, поскольку за рубежом свеклу длительное время не хранят, и применение антисептиков для этих целей теряет смысл. По этой причине из других стран консерванты, предназначенные для обработки свеклы, к нам практически не поступают. За весь период развития сахарной промышленности исследователи и специалисты предлагали большой арсенал химических препаратов, направленных на улучшение хранения сахарной свеклы. К ним можно отнести известь, сернистый газ, пирокатехин, сульфид натрия, картоцид, тиобендазол, углеаммиакад, этриел и другие. Их использование носило единичный характер, из-за отсутствия стабильно получаемых результатов они не получили широкого практического применения.
В лаборатории при проведении микробиологических исследований по изучению эффективности действия препаратов на микроорганизмы мы сравнивали Кагатник с эффективными, на наш взгляд, известными отечественными антимикробными средствами. При этом Кагатник проявил себя как наиболее действенный препарат, что способствовало его быстрому продвижению на рынке предлагаемых антисептических продуктов, используемых для хранения сахарной свеклы. Но мне хотелось бы отметить другой важный момент.
В настоящее время внедрение этого успешного и необходимого препарата в производство сдерживается отсутствием технических средств для обработки свеклы. Технология применения Кагатника, предложенная специалистами «Щелково Агрохим», по сути, несложная. Достаточно буртоукладочную машину оборудовать опрыскивающим устройством, которое включает в себя емкость для раствора, трубопровод, нагнетательный насос и форсунки, расположенные на конце укладочного конвейера. Вот такое нехитрое устройство, но, тем не менее, им надо оборудовать машины, и такой буртоукладчик должен быть на каждом заводе, причем не один, а для масштабной обработки необходимо хотя бы два-три, и тогда процесс пойдет быстрее. На практике этого нет, к нам часто поступают звонки, люди спрашивают, как обрабатывать, чем и какое устройство использовать. Такие моменты в любом случае сдерживают широкое внедрение Кагатника. А он необходим, поскольку большая часть свеклы у нас хранится в полях. При этом с экономической точки зрения сладкие корнеплоды при краткосрочном хранении можно не обрабатывать, а если свекла нуждается в более длительном хранении — от 30 суток и свыше, то целесообразно применять Кагатник, и при этом эффективность его будет только выше.
— Как говорится, все новое – это хорошо забытое старое… Применимо ли это изречение к Кагатнику, то есть данный продукт воспроизведен вновь или это совершенно новая разработка?
— Препарат Кагатник действительно можно назвать инновационным продуктом нового поколения, и аналогов ему сегодня нет. В последние 3-4 года он стал завоевывать свой рынок, и с каждым годом объемы его применения наращиваются, потому что специалисты все больше убеждаются в его высокой эффективности. Этому свидетельствуют положительные отзывы в Белгородской, Воронежской, Липецкой, Курской областях и наши многочисленные исследования.
Мы изучали Кагатник в лабораторных условиях методом проведения микробиологических опытов в боксе на чистых культурах. Для определения результативности препарата такой метод считается более точным, нежели в производстве. Именно с такого метода начинаются все исследования, связанные с установлением обеззараживающих свойств препарата, и только потом его проверяют в производственных условиях на сахарном заводе. Я уже неоднократно рассказывал на различных семинарах и конференциях об эффективности использования Кагатника и рекомендовал применять этот препарат, который, по нашему мнению, подтвержденному точными исследованиями, один из лучших. По крайней мере, на сегодняшний день эффективнее фунгицида, чем Кагатник, мы пока не знаем.
На снимке: Николай Михайлович Сапронов,
заведующий Отделом хранения и подготовки сырья к переработке Российского НИИ сахарной промышленности Россельхозакадемии, кандидат сельскохозяйственных наук
Источник
Новый этап в эволюции сахарной свеклы
Выращивание гибридов, устойчивых к гербицидам, снижает затраты за защиту посевов вдвое
Сахарная свекла может снова попасть в Книгу рекордов Гиннеса. За три года посевы генетически модифицированных (ГМ) гибридов этой культуры в США и Канаде выросли в 500 тысяч раз. Фермеры голосуют за новую технологию «содержимым кошелька». Потому что она позволяет сократить применение гербицидов как минимум в два раза.
Если вокруг создания ГМ-гибридов других культур уже много лет ведутся дискуссии о проблемах биобезопасности, то с сахарной свеклой все гораздо проще. Это идеальный объект для генной инженерии. Сахар из ГМ-свеклы ничем не отличается от сахара, получаемого из традиционных гибридов. Да он и не может отличаться. Химическая формула сахара не меняется.
ГМ-гибриды сахарной свеклы появились на рынке 6 лет назад. Они позволили разработать принципиально новую технологию возделывания этой культуры, которая исключает многократную обработку посевов гербицидами и не зависит от засоренности, вида сорняков и фазы их развития. Можно сказать, что в эволюции сахарной свеклы начался новый этап.
В далекие 70-е годы, когда российская делегация была в научной командировке в США, мы слышали, как американцы называли свеклу «breakingback», по-русски – «ломающая спину». И действительно, все, кто видел поля многосемянной свеклы, наверняка запомнили согбенных женщин, весной ползающих на коленях вдоль рядков и удаляющих лишние растения, а летом — пропалывающих тяпками сорняки.
В США многосемянную свеклу перестали высевать в начале 60-х годов минувшего века, а в СССР – в годы перестройки. Так закончился полуторавековой этап эволюции многосемянных сортов. Начался переход к возделыванию односемянной формы, о которой в те годы писали, что «она открыла перспективу полной механизации производства сахарной свеклы без затрат ручного труда». В технологии выращивания сахарной свеклы началась новая эпоха – химическая защита посевов. Сегодня ассортимент гербицидов для сахарной свеклы насчитывает свыше 120 наименований.
Согласно современным российским рекомендациям, на посевах сахарной свеклы ежегодно нужно применять 10-12 видов пестицидов и вносить их в разных сочетаниях 3-4, а иногда и 5 раз – с осени до осени. И это вполне объяснимо. Среди сорняков – однолетние и многолетние растения, двудольные и злаковые, корневищные и корнеотпрысковые, а кое-где даже древесные. Для каждого поля требуются свои гербициды, чаще их применяют в виде баковых смесей.
Химическую борьбу с сорняками ведут в два-три приема: осенью, по зяби, если есть многолетние сорняки; весной, перед посевом свеклы (1-2 раза) и летом, в период вегетации (2-3 раза). В сумме на свекловичное поле вносится до 10-12 кг/га гербицидов за сезон – это очень серьезная нагрузка. По наблюдениям микологов и микробиологов, гербициды оказывают негативное влияние на грибы и полезную почвенную микрофлору. Нельзя исключать и загрязнения внешней окружающей среды.
А вот в сахар гербициды не попадают. В сахарозу растений в поле они не могут попасть ни теоретически, ни практически. Потому-то в магазинах на сахаре не пишут: «Гербицид не содержит».
В то же время листья свеклы нередко страдают от гербицидов. Урожай может снизиться при нарушении технологии опрыскивания, а после обработки пестицидами от таких полей лучше держаться подальше в течение 1-2 недель.
Экономисты подсчитали, что рентабельность возделывания свеклы резко снижается по мере увеличения засоренности, т.к. возрастают затраты на гербициды, и при запоздании со сроками внесения баковых смесей, поскольку сорняки успевают нанести вред культурным растениям. В таких случаях доза гербицидов увеличивается, а растениям свеклы наносится более ощутимый вред.
Например, в хозяйстве ООО «Унисон» (Белгородская обл.) в 2004 г. возделывали гибрид свеклы «Победа» на площади 150 га. Пестициды вносили 4 раза: перед посевом два почвенных гербицида, по всходам — баковую смесь из трех гербицидов, перед смыканием противозлаковый граминицид и перед размыканием листьев — фунгицид. Суммарные затраты составили 4483 руб/га. Сейчас эта цифра кажется небольшой, но шесть лет назад это было немало — лишь чуть меньше ручной прополки.
В других хозяйствах затраты на гербициды колебались до 5-7 тыс. руб/га и выше. В 2008 г. в хозяйстве ООО «СоюзАгро» (Пензенская обл.), по данным годового отчета, затраты на приобретение гербицидов для сахарной свеклы составили свыше 6 тыс. руб/га, а с учетом затрат на топливо и услуги при 5-кратной обработке – 7,11 тыс. руб/га. Общие затраты вместе с семенами достигли 10,71 тыс. руб/га. Эти цифры заставляют задуматься о поиске альтернативы.
При выборе вида, доз и сроков внесения гербицидов перед земледельцами постоянно возникают, как минимум, три проблемы: повышение эффективности защиты, снижение экологической нагрузки и повышение рентабельности возделывания свеклы. Для решения этих проблем в комплексе нужны новые формы свеклы, которые позволят сократить применение гербицидов, и, таким образом, свести к минимуму их вред для окружающей среды и здоровья человека.
С помощью традиционной селекции создать толерантные к гербицидам формы сахарной свеклы невозможно. За более чем двухвековую деятельность селекционерам-свекловодам удалось создать самые разнообразные сорта и гибриды. Но перед ними никогда не ставилась селекционная задача, направленная на защиту свеклы от сорняков. Да и методов таких не было.
Только биотехнология, а точнее – метод генной инженерии, позволил успешно создать новые формы сахарной свеклы, толерантные к глифосату, и, в результате, отказаться от множества гербицидов, и их многократного внесения.
Глифосат относится к гербицидам сплошного действия. После обработки у неустойчивых растений наблюдаются симптомы азотного голодания, и они погибают в течение двух недель. Отмирают не только листья, но и корневая система, вплоть до корневых волосков. Вместе с тем, глифосат относится к гербицидам, для которых характерна относительная безопасность для здоровья человека и окружающей среды: фермент, который он поражает, имеется только у растений, грибов и бактерий. Поэтому токсичность глифосата для человека ничтожно мала — ниже, чем у поваренной соли. Кроме того, глифосат разрушается в течение недели после попадания на растения и в почву.
К созданию гибридов свеклы, толерантных к глифосату, в США приступили в конце 90-х годов. В 2005 г. первый такой гибрид, полученный генными инженерами совместно с селекционерами КВС и Сингенты, был зарегистрирован в США и Канаде.
Технология производства сахарной свеклы на основе новых ГМ-гибридов пользуется небывалым успехом у свекловодов этих стран. С переходом на нее урожайность в восточном регионе страны поднялась до уровня урожайности в западных штатах – 55-60 т/га, а использование гербицидов сократилось минимум в 2 раза. Доходы фермеров возросли, рентабельность свеклосахарного производства повысилась, загрязненнение окружающей среды уменьшилось.
В 2010 г. в США и Канаде ГМ-гибридами сахарной свеклы было засеяно уже около полумиллиона гектаров. Практически за три года площадь их возделывания возросла в 500 тыс. раз! Невиданный в истории случай, достойный занесения в Книгу рекордов Гиннеса.
В конце января 2011 г. ученые Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН обратились в компанию Монсанто с вопросами по поводу затрат на новую технологию выращивания сахарной свеклы. Приводим ответы на эти вопросы:
«1. Какова норма расхода гербицида на гектар посева свеклы?
— Если 1 раз, то 3-4 л/га, если 2-кратно – по 3 л/га (в ситуации, когда много сорняков)
2. Рекомендуемые сроки опрыскивания (фазы развития, сколько раз)?
— 1-й раз – в фазе первой пары настоящих листьев, 2-й раз – в любое время, если вновь появятся сорняки. Растения ГМ-гибрида свеклы абсолютно устойчивы к глифосату, поэтому гербицид можно вносить в любое время. Обычно нет необходимости опрыскивать посев тогда, когда растения сахарной свеклы создадут «навес», т.е. листья сомкнутся и покроют большую часть поля.
3. Стоимость гербицида и затраты на обработку?
— Стоимость Раундапа или связанных с ним продуктов составляет около 2-5 долл/л. Если применяется 6 л/га, расходы на гербицид не превышают 30 долл/га. Стоимость обычной обработки в США — 150-250 долл/га.
4. Цена 1 посевной единицы семян ГМ-гибридов свеклы?
Может быть на 10-20% дороже семян обычных, лучших гибридов. О цене обычных семян можно узнать в любом офисе зарубежной фирмы».
Сравнение затрат при выращивании разных форм гибридов сахарной свеклы:
Затраты на посев и внесение гербицидов
Цена за единицу
Затраты на 1 га, руб.
Традиционная технология с использованием гербицидов
Посев (топливо + услуги + обычные семена 1,3 п.ед/га)
Гербициды (4-5 раз, расход 6 л/га + топливо + услуги)
Новая технология на основе ГМ-гибридов
Посев (топливо + услуги + семена ГМ-гибрида 1,2 п.ед/га)
Гербицид Раундап (1-2 раза, расход 6 л/га + топливо + услуги)
Расчеты показывают, что новая технология выращивания сахарной свеклы имеет практически двукратное экономическое преимущество по сравнению с традиционной. Если к этому добавить сокращение затрат за счет исключения других операций, таких как дискование, чизелевание, предпосевная культивация, экономия и рентабельность будут еще выше.
Создание высокорентабельных гибридов, позволило ученым и практикам США и других стран разработать низкозатратную технологию возделывания за счет исключения ряда трудоемких операций. Главным элементом технологии является отказ от многократного внесения гербицидов, благодаря которому повышается рентабельность свекловодства, и снижаются риски нанесения вреда окружающей среде.
Совершится ли этот переход в нашей стране – зависит от будущих инвесторов. Может быть, заинтересуются руководители Минсельхоза России или ученые РАСХН, на которых еще надеются свекловоды России. Ученые РАН готовы к сотрудничеству с селекционерами. Хочется верить, что новым гибридам и новому методу селекции – генной инженерии – найдется достойное место в свеклосахарном производстве России.
Иван Балков, доктор биологических наук, профессор, Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН
Источник