Дан обзор зарождения, развития, современного состояния и научных достижений аграрной науки в Сибири. Приведены исторические сведения о развитии сельского хозяйства в период переселения миллионов крестьян из Европейской части Российской империи. Описано начало первых системных научных исследований в Сибири. Представлена история создания Сибирского отделения ВАСХНИЛ для координации и усиления научных исследований по сельскохозяйственной тематике на огромной восточной части страны. Приведены научно-исследовательские институты, входившие в Сибирское отделение. Описаны этапы реформирования СО ВАСХНИЛ: Сибирское отделение Россельхозакадемии, Федеральное агентство научных организаций (ФАНО), Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН). Даны сведения о научных достижениях сибирских ученых: созданы и широко освоены более полутора тысяч новых сортов, разработаны сотни высокоэффективных агротехнологий возделывания зерновых, кормовых, плодовых, овощных и декоративных культур, получены десятки продуктивных пород, типов и линий животных, разработаны новые сельскохозяйственные машины и орудия, препараты, тест-системы и вакцины. Названы ученые-аграрии, добившихся выдающихся успехов в развитии сельского хозяйства.

Создание Сибирского научно-исследовательского института животноводства приходилось на 1930-е годы, время, когда вся страна, пережив коллективизацию и голод, начинала формировать культурное животноводство с продуктивностью скота, способной обеспечить население региона молоком и мясом. Огромная протяженность территорий и разнообразие климатических условий требовали создания пород животных, способных адаптироваться к холодной длинной зиме и жаркому короткому лету, к которым не были приспособлены культурные европейские породы. В связи с этим перед сибирскими учеными ставилась задача создать новые типы молочного и мясного специализированного крупного рогатого скота, свиней, овец, лошадей, сочетающих в себе высокую продуктивность и выживаемость в экстремальных условиях. Если высокая, генетически обусловленная продуктивность достигалась за счет сочетания местного улучшенного скота с европейским породистым, то превзойти лучшие импортные породы или хотя бы удержать их уровень было невозможно из-за несоответствия природно-климатических условий и несопоставимых условий кормления и содержания. Необходимо создавать новые прорывные технологии в кормопроизводстве и содержании животных с более энергозатратными элементами, которые сделают производимую в Сибири животноводческую продукцию конкурентоспособной в сравнении с южными регионами России, не говоря о Германии, Франции, США, Австралии. Для этой цели целесообразно объединить усилия фундаментальной и прикладной наук в разработке прорывных технологий получения элитной деликатесной продукции, востребованной за рубежом. Необходимы экономические механизмы содействия указанному процессу, способному принести освоение и заселение удаленных малоосвоенных территорий.

Создание и содержание зеленой зоны вокруг столицы Республики Казахстан – г. Астана – осложняется не только резко континентальным климатом, но и засоленностью почвы. В связи с этим для озеленения данных территорий выбирают растения, характеризующиеся устойчивостью к засухе, морозам и засолению почвы. Избежать или минимизировать воздействие негативных последствий при облесении засоленных участков можно, понимая суть механизмов, благодаря которым лесные деревья и кустарники способны выживать в таких условиях. Целью исследования являлось изучение содержания солей в почве под лесными культурами в зеленой зоне г. Астана и их влияния на состояние древесных растений. Объектами исследования стали искусственные насаждения вяза приземистого и клена ясенелистного 2015 года посадки. В качестве основного метода исследования использовали закладку пробных площадей в здоровых, ослабленных и погибших насаждениях. Клен ясенелистный оказался устойчивее к более высокому содержанию солей в почве, чем вяз приземистый. Установлено, что высокое содержание токсичных ионов и низкая концентрация катионов в почве связаны с состоянием культур, причем более токсичный тип засоления преобладает на участках с ослабленными и погибшими насаждениями. По результатам исследований видно, что почва здоровых участков отличается большим содержанием катионов Ca²⁺, Mg²⁺ и Na⁺, чем почва ослабленных насаждений. Анионы HCO₃^–, Сl^– и SO₄^2– присутствуют в значительном количестве в почве под ослабленными культурами, а содержание ионов НСО3– на участках с погибшими деревьями намного выше, что может быть одной из причин сильного засоления почвы и гибели растительности. Также было определено, что сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатное засоление и магниево-кальциевый химизм с токсичностью более 0,17 мг-экв. НСО3– негативно влияют на состояние растений. На здоровых участках преобладает сульфатно-хлоридный тип засоления, в ослабленных и погибших насаждениях – более токсичный сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатный тип.

Представлены результаты исследования по разработке и оценке точности предиктивных моделей урожайности яровой пшеницы на основе использования данных дистанционного зондирования Земли и методов машинного обучения. В работе использованы данные урожайности яровой пшеницы сорта Новосибирская 31, полученные в полевом опыте в центральной лесостепи Новосибирской области в 2019–2022 гг. При создании моделей учитывались как качественные предикторы (уровень интенсификации агротехнологий), так и количественные (атмосферные осадки в критические фазы развития растений пшеницы и показатели вегетационных индексов, характеризующих состояние посевов). Использование различных методов интеллектуального анализа данных, а также сочетание параметрических и непараметрических подходов в исследовании обеспечили достаточно высокую точность прогнозирования урожайности яровой пшеницы. Для прогнозирования урожайности яровой пшеницы использовали методы, включающие линейную регрессию, нелинейную модель на основе регрессионного сплайна (Regression Splines), дерево решений (CART), случайный лес (Random Forest), адаптивный бустинг (AdaBoost) и градиентный бустинг (Gradient Boosting). Установлено, что модели на основе алгоритмов случайный лес, градиентный и адаптивный бустинги характеризовались наиболее высокими прогностическими возможностями урожайности культуры в зависимости от складывающихся условий вегетации и управляющего воздействия (R2 = 0,74–0,80). Разработка предиктивных моделей урожайности с использованием дистанционного зондирования Земли и машинного обучения представляют определенную научную новизну и практическую значимость для эффективного управления продуктивностью посевов в изменяющихся почвенно-климатических и хозяйственных условиях. Прогнозное моделирование сталкивается с многоуровневой неопределенностью окружающей среды и высокой вариативностью результирующих показателей на конкретном земельном участке. В связи с этим многоуровневый подход может представлять перспективное решение для эффективного прогнозирования урожайности яровой пшеницы.

Семеноводство яровых зерновых культур является фундаментом продовольственной безопасности современного государства. Совместно с селекцией семеноводство обеспечивает получение продукции высокого качества в требуемом объеме. В Кировской области основными производителями оригинальных семян являются Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого (ФАНЦ Северо-Востока) и Вятский государственный агротехнологический университет. ФАНЦ Северо-Востока в 2017 г. был реорганизован, в результате чего в него вошли Северо-Восточный региональный аграрный научный центр, Фалёнская селекционная станция, Нижегородский, Марийский, Мордовский и Чувашский научно-исследовательские институты сельского хозяйства. В ФАНЦ Северо-Востока в г. Кирове с 1974 г. методом индивидуально-семейного отбора производятся оригинальные семена яровых зерновых культур. Оригинальные семена ежегодно продаются в хозяйства Кировской области и других регионов Российской Федерации для использования в питомниках размножения и суперэлиты. В статье проанализирована работа отдела семеноводства за 2019–2021 гг., отображена методика получения оригинальных семян яровых зерновых (овса, пшеницы, ячменя), описаны сорта, наиболее востребованные в Кировской области. Площадь посева оригинальных семян яровых зерновых на опытных полях ФАНЦ Северо-Востока за рассматриваемый период выросла на 23,4%, достигнув в 2021 г. 49 га. Из-за засушливой погоды в 2021 г. валовой сбор кондиционных семян яровых зерновых остался на уровне 2019 г. и составил 60,9 т. Выручка отдела семеноводства ФАНЦ Северо-Востока от реализации оригинальных семян возросла в 2021 г. на 47,53% по сравнению с 2019 г. и достигла 2,5 млн р. Оригинальные семена, как правило, реализуются предприятиям, обладающим своими подразделениями семеноводства: АО «Агрофирма “Дороничи”», СПК «Племзавод “Красный Октябрь”», СПК «Сельскохозяйственная артель “Красная Талица”», ООО «Зуринский агрокомплекс», ООО «Предуралье». Таким образом, отдел семеноводства ФАНЦ Северо-Востока является важным звеном в обеспечении продовольственной безопасности региона.

Одна из основных задач современной селекции – создание сортов, устойчивых к воздействию негативных факторов среды и дающих стабильно высокие урожаи в условиях изменяющегося климата. С 2021 г. в Государственный реестр селекционных достижений внесен сорт мягкой озимой пшеницы Краснообская озимая, созданный методом рекомбинационной селекции. Его родословная включает в себя, наряду с сортами пшеницы, пшенично-пырейный гибрид и тритикале. Была проведена оценка данного сорта по хозяйственно ценным признакам и свойствам. Исследования проводили в 2015–2022 гг. в Новосибирской области. Стандартом служил районированный сорт Новосибирская 40, контролем – районированный сорт Новосибирская 3. Сорт Краснообская озимая рекомендуется для возделывания в лесостепной зоне Западно-Сибирского региона. Является среднеспелым, обладает достаточно высокой зимостойкостью (60,0%) и устойчивостью к полеганию (4,1 до 4,7 балла) при высоте растений до 101 см. Масса 1000 зерен в среднем составляет 37,9 г. Сорт имеет высокий коэффициент продуктивного кущения (5,3 шт.). За годы исследования средняя урожайность сорта составила 5,03 т/га. В среднем по результатам испытаний на госсортоучастках Новосибирской области урожайность составила 4,34 т/га, максимальная урожайность отмечена на Маслянинском сортоучастке – 4,9 т/га, что на 1,14 т/га выше показателей стандарта. По результатам экологического испытания урожайность превзошла сорта Новосибирская 40 и Новосибирская 3 на 0,74 и 0,41 т/га соответственно, зимостойкость находилась на уровне стандартов. Высокая и стабильная урожайность данного сорта формируется за счет ряда хозяйственно ценных признаков: продуктивная кустистость, масса 1000 зерен, устойчивость к полеганию, зимостойкость. По результатам изучения определено, что оптимальным сроком посева сорта Краснообская озимая является 1 сентября со сдвигом на 1–3 сут в обе стороны.

В статье представлены результаты исследования восьми сортов гречихи (Дикуль (стандарт), Даша, Диана, Дизайн, Жданка, Землячка, Наташа, Яшьлек) на предмет адаптивности в условиях Красноярской лесостепи. Для каждого сорта определены следующие показатели: коэффициент пластичности, мера стабильности, интенсивность, индекс стабильности, показатель уровня стабильности сорта, гомеостатичность, селекционная ценность сорта, коэффициент адаптивности. Гидротермический коэффициент показал, что в 2021 г. период со II декады мая по I декаду сентября оказался засушливым, в 2020 и 2022 гг. – избыточно увлажненным. Индекс условий среды при этом был со знаком «–» только в 2022 г. (–2,942). В 2020 и 2021 гг. он был со знаком «+» (+2,821 и +0,121 соответственно). Это позволило определить способность изучаемых сортов гречихи адаптироваться в контрастных условиях. На основе коэффициента пластичности в сочетании с мерой стабильности сделан вывод о способности сортов Землячка, Диана, Дизайн, Дикуль, Яшьлек давать высокий урожай в благоприятных условиях. Но Диана, в отличие от трех остальных сортов, в неблагоприятных условиях может заметно снижать урожай. У сортов Дизайн, Дикуль и Яшьлек в такой же ситуации наблюдалось незначительное снижение урожая. Сорта Даша и Наташа в худших условиях могут давать повышенный урожай. При этом сорт Даша способен в любых условиях давать как высокий, так и низкий урожай, что указывает на его высокую метеонезависимость, тем более что величина урожая у данного сорта по годам мало различается. В то же время сорт Жданка может резко снижать урожай в отдельные годы. Коэффициент адаптивности показал, что Яшьлек, Дизайн и Диана обладают очень высокой степенью адаптивности. Дикуль также можно отнести к сортам с высокой способностью адаптироваться к стрессовым условиям. По результатам исследования, Яшьлек является наиболее адаптивным сортом (сумма рангов составила 22). Немного ему уступили сорта Диана, Дизайн, Даша и Дикуль (сумма рангов 24–33).

Резервом увеличения производства высокобелковых кормов является возделывание зернобобовых культур, в том числе люпина узколистного (L. аngustifolius L.). Содержание белка в семенах люпина узколистного составляет 33–35%, в сухом веществе зеленой массы – 17–19%. Он является одним из лучших предшественников полевых культур, так как способен накапливать в биомассе симбиотического азота 150–300 кг/га. Исследования проведены в юго-западной зоне Центрального региона (Брянская область). Почва полей – дерново-подзолистая суглинистая, имеет средний уровень плодородия, рН 5,1–5,6. Погодные условия не вполне отвечали биологическим требованиям культуры. Представлены результаты изучения сортов и сортообразцов узколистного люпина в конкурсном сортоиспытании 2020–2022 гг. по урожайности зерна и зеленой массы, адаптивности, содержанию алкалоидов и продолжительности вегетационного периода. За стандарт принят включенный в Государственный реестр сортов Российской Федерации по шести регионам сорт Витязь. Сорта Брянский кормовой и Белорозовый 144 районированы по всем регионам страны. Урожайность зерна разных сортов и сортообразцов по годам изучения варьировала в диапазоне 1,59–3,74 т/га. Максимальный показатель получен по Гибриду 1246 в 2020 г. По средней урожайности зерна за 3 года испытания выделились СН 39-20 и Гибрид 1246 (2,86 и 2,76 т/га). Коэффициент адаптивности составил 121 и 117%. Содержание алкалоидов в семенах данных сортов варьировало от 0,010 до 0,046%, среднегодовой показатель равен 0,028%. Менее 0,04% алкалоидов в семенах имели сортообразцы СБС 56-15-1, Узколистный 53-02 и Гибрид 1314. Продолжительность вегетационного периода по годам испытания варьировала в диапазоне 78–95 дней, календарный срок созревания – конец июля – II декада августа. Все они входят в группу «очень ранних» (71–100 дней). Минимальный срок созревания отмечен в 2021 г., максимальный – в 2020 г. Более продолжительный (на 6–9дней) вегетационный период по сравнению с сортом-стандартом Витязь имеют сорт Белорозовый 144 и Гибрид 1314. Они отличаются высокорослостью и интенсивным боковым ветвлением. Срок технологической готовности к уборке на зеленую массу наступал в I декаде июля. Все изучаемые в опыте сорта и сортообразцы люпина превзошли стандарт по урожайности зеленой массы на 3,1–8,8 т/га.

Цинк – один из эссенциальных элементов для всех форм жизни на Земле. Исследование уровня цинка в молоке является актуальной задачей для молочного животноводства и перерабатывающей промышленности. Представлена динамика содержания цинка в молоке коров на протяжении 6 мес. Молоко получали от коров черно-пестрой породы в возрасте 3–4 лет (2–3-я лактации). Установлена сила и направление корреляций с аминокислотным составом молока. В работе исследовано 132 образца молока из племенного хозяйства Краснодарского края. С января по июль 2022 г. (за исключением апреля) из дойного стада сформирована случайная выборка из 22 лактирующих коров. Для точного определения уровня цинка в молоке использованы атомно-адсорбционный анализ с электротермической атомизацией, дейтериевой и Зеемановской коррекцией. Получены соотношения между аминокислотами и цинком в образцах молока
коров (в зимне-весенне-летний период), а также коэффициенты корреляции (r) и коэффициенты детерминации (r²) при определенных уровнях значимости. От месяца к месяцу содержание цинка в молоке сильно варьирует. Незначительные различия относительно января установлены в мае (выше на 1,54%), июне (выше на 9,72%) и июле (ниже на 7,66%). Значительные достоверные различия установлены в феврале – выше на 58,15% (p ˂ 0,001) – и в марте – выше на 97,34% (p ˂ 0,001) относительно января. Все полученные корреляции цинка с аминокислотами в молоке носят положительный характер, например для треонина в январе r = 0,50 (r² = 0,25, p = 0,02), в феврале r = 0,82 (r² = 0,67, p ˂ 0,01), в марте r = 0,25 (r² = 0,06, p = 0,04), в мае r = 0,35 (r² = 0,12, p ˂ 0,01).

Изучено влияние микроэлементов на кишечную микрофлору слепой кишки цыплят-бройлеров. Одной из причин снижения функции кишечного переваривания у птиц является чрезмерный рост микробной флоры в просвете кишечника, что приводит к снижению продвижения химуса и преждевременной деконъюгации первичных желчных кислот. Избыточная микробная флора может привести к повреждению эпителия тонкой кишки, поскольку метаболиты некоторых микроорганизмов цитотоксичны. Определение количества микроорганизмов в слепой кишке бройлеров является важным этапом мониторинга жизнеспособности организма. Кишечная микробиота является самой крупной и сложной микроэкосистемой животных. Микрофлора не только участвует в различных метаболических путях регулирования обмена веществ, но также играет важную роль посредника между пищей и хозяином. Разнообразие кишечной микробиоты и здоровье организма птиц влияют и формируют друг друга, а кишечная микробиота поддерживает относительно сбалансированное состояние с хозяином при устойчивом регулировании внешней среды. Микробиота кишечника играет важную регуляторную роль в обмене питательных веществ и иммунной защите. В работе представлено исследование влияния
различных форм хрома (Cr): хлорида (CrCl₃), ультрадисперсных частиц (УДЧ Cr) и пиколината (CrPic) – на кишечную микрофлору слепой кишки цыплят-бройлеров. В группе, получавший с рационом CrPic, род Bacteroides занимал более 50%, что составляет больше половины всей численности данного таксона, количество Clostridium XlVb было значительно менее многочисленным и составляло 0,6%. В совокупности настоящее исследование охарактеризовало динамические изменения микробного сообщества слепой кишки цыплят-бройлеров под воздействием различных форм Cr. Добавление в рацион цыплят-бройлеров CrPic значительно повлияло на микробное разнообразие слепой кишки и вызвало изменения в микробном сообществе, характеризующиеся увеличением филума Bacteroidetes, где основным являлся вид Bacteroides.

Изучены возможности повышения генетического потенциала маточного поголовья крупного рогатого скота молочных пород посредством использования семени быков-производителей, принадлежащего российским организациям по искусственному осеменению сельскохозяйственных животных и завезенного по импорту. Проведен анализ использования семени быков-производителей голштинской породы российской и импортной селекции на маточном поголовье красной степной и черно-пестрой пород в условиях хозяйств Омской области. Полученные результаты исследований выявили улучшающую способность быков-производителей российской селекции, использующихся на маточном поголовье красной степной породы, по основным продуктивным показателям первой и наивысшей лактации. Удой первотелок на 150 кг, или 2,4%, превышал уровень продуктивности у аналогов импортного корня, превышение по жиру и белку составило 0,10 и 0,08% соответственно. Коэффициент устойчивости лактационной деятельности в этой группе животных был максимальным среди всего поголовья – 92%. На маточном поголовье черно-пестрой породы выявлено превосходство у животных импортного корня по основным продуктивным показателям: удой (+769 кг), содержание жира и белка (+0,04 и +0,13% соответственно), выход молочного жира и белка (+13 и +17%). Также в процессе исследований определено улучшающее влияние генетического потенциала быков-производителей импортной селекции на всем маточном поголовье красной степной породы и на маточном поголовье черно-пестрой породы с уровнем продуктивности 8000 кг. Выявлен улучшающий эффект по удою быков российской селекции при их подборе к маточному поголовью с уровнем продуктивности до 7000 кг.

Представлен метод оптимизации конструкционно-геометрических параметров с использованием «упрощенного» моделирования процесса охлаждения воды. Данный метод позволяет решать вопросы эксплуатационной технологичности в аспекте создания энерго- и ресурсосберегающих конструкций водонакопительных емкостей. В исследовании для определения размеров подземной и надземной частей водонакопительной емкости принят критерий минимальности теплопотерь и составлена математическая модель теплообмена воды с грунтом при условии его однородности и стационарности теплового режима. Установлено соотношение между высотой и радиусом подземной части при минимальности значения коэффициента теплопередачи от воды к грунту через металлическую стенку. Используя уравнение теплового баланса, найдено аналитическое выражение, определяющее температуру жидкости в надземной части для любого момента времени. На основе теории дифференциального исчисления выявлено условие минимальности темпа охлаждения воды, отдающей тепло через боковые стенки в окружающую среду и воздушное пространство под крышей емкости, что сделало возможной оптимизацию размеров ее надземной части. Определена взаимосвязь радиуса и общего объема водонапорной емкости для среднестатистических значений температуры окружающей среды и скорости ветра, зарегистрированных в регионе проведения исследований. Разработанный алгоритм метода «упрощенного» моделирования и его представление в виде блок-схемы могут быть реализованы при цифровизации расчетно-аналитических процедур для подбора конструкционно-геометрических параметров емкости по критерию минимума тепловых потерь. Графически проиллюстрированы функции радиуса и высоты подземной, а также надземной частей емкости от аргумента ее общего объема.