ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И ХИМИЗАЦИЯ
В статье приведены результаты разработки и применения современных методов прогноза урожайности сельскохозяйственных культур по Иркутской области на основе цифрового анализа. В исследовании приняли участие представители трех организаций, что является примером успешной интеграции научно-исследовательской и инновационной работы ученых. Использование комплексного статистического анализа и визуализации данных позволяет не только проводить расчеты, но и наглядно представлять результаты в виде графиков, давая возможность оценивать точность прогнозов через показатели их оправдываемости, абсолютной и относительной ошибки. При создании расчетных моделей использован многолетний ряд урожайности картофеля по всем категориям хозяйств и сельскохозяйственным предприятиям Иркутской области (данные предоставлены Иркутскстатом). Предложенное desktop-приложение разработано на базе языка программирования C#, имеет модульную структуру и включает три основных компонента: модуль взаимодействия с данными, модуль представления данных и модуль моделирования. Программа интегрирует как традиционные физико-статистические модели на основе данных наземной сети метеостанций, так и экспериментальные модели с применением индекса листовой поверхности (LAI), получаемого методами дистанционного зондирования. Созданные модели демонстрируют высокую точность прогнозирования с коэффициентом детерминации от 0,59 до 0,85. Программный продукт успешно прошел тестирование и внедрен в практическую деятельность Иркутского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды согласно решению Центральной методической комиссии по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам. Особое внимание в работе уделено перспективам развития системы, включая расширение функционала за счет внедрения методов машинного обучения и создания моделей для других сельскохозяйственных культур.
Практическая значимость представленной разработки заключается в возможности оперативного получения прогнозов урожайности, что способствует принятию обоснованных решений в области планирования сельскохозяйственного производства и обеспечения продовольственной безопасности региона.
РАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯ
Даны рекомендации отнесения гороха к группам спелости в условиях Красноярской лесостепи. Исследования проводились в 2017–2023 гг.
Объекты исследования – образцы гороха.
Количество анализируемых образцов в разные годы изменялось от 178 шт. в 2018 г. до 74 шт. в 2022 г. и в общей сложности за период исследования составило 937 шт. Исследование образцов проводилось в питомнике изучения исходного материала (коллекции) Красноярского НИИСХа согласно методике ВИР. Почва опытного участка – чернозем обыкновенный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый. Погодные условия лет исследования различались по тепло- и влагообеспеченности вегетационного периода, изменяясь от засушливых до достаточно увлажненных. Определяли продолжительность вегетационного периода, ее зависимость от ГТК и наиболее приемлемую методику отнесения образцов к группам спелости в условиях региона. Продолжительность вегетационного периода образцов зависела от ГТК периода июнь – август. На основании проведенных исследований с учетом градаций согласно международному классификатору рода СЭВ и методике Госсортосети, а также при расчете ГТК вегетационного периода предложена схема отнесения образцов гороха к группам спелости в условиях Красноярской лесостепи. В засушливых условиях вегетационного периода для классификации рекомендуется следующее распределение образцов: ультраскороспелые (менее 60 сут), скороспелые (61–65), среднескороспелые (66–70), среднеспелые (71–75), среднепоздние (76–80), позднеспелые (81–85), очень позднеспелые (более 90 сут). В увлажненных условиях вегетационного периода (достаточном и недостаточном увлажнении): ультраскороспелые (менее 70 сут), скороспелые (71–75), среднескороспелые (76–80), среднеспелые (81–85), среднепоздние (86–90), позднеспелые (91–95), очень позднеспелые (более 96 сут). Чрезмерное выпадение осадков в августе позволяет сдвинуть сроки градации в сторону позднеспелого созревания, повышение температур – в сторону раннеспелости.
В настоящее время особый интерес вызывают гибриды кукурузы с высоким генетическим потенциалом урожайности и ее стабильности в условиях изменчивых погодных факторов. В этой связи актуальным является изучение продуктивного потенциала отечественных гибридов кукурузы ранних сроков созревания (ФАО 150–180). В рамках проведенного исследования в агроклиматических условиях Брянской области была осуществлена оценка урожайности зеленой массы и зерна раннеспелых гибридов кукурузы.
Объектом изучения послужили отечественные гибриды Машук 168, Машук 170 МВ, Машук 175 МВ, Воронежский 160 СВ, Пятигорский 146 МВ, Байкал, Машук 171, Машук 185 МВ.
Полевые исследования проводили согласно Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, статистическую обработку – по Б.А. Доспехову. В ходе полевых опытов установлено, что в условиях юго-запада Центральной России на серой лесной среднесуглинистой почве наибольшую урожайность зеленой массы обеспечили гибриды Машук 185 МВ и Байкал (53,48 и 64,76 т/га соответственно). Имея невысокую степень облиственности стеблей, гибриды Воронежский 160 СВ, Машук 175 МВ, Машук 168, Пятигорский 146 МВ показали урожайность зеленой массы от 25,18 до 32,78 т/га. Наибольшую биологическую урожайность зерна (9,18–10,98 т/га) обеспечили гибриды Машук 171, Байкал и Машук 170 МВ. Урожайность зерна остальных гибридов находилась на уровне 4,87–8,43 т/га. По содержанию в зерне сырого протеина, крахмала и его сбору выгодно отличался гибрид Машук 171. Содержание сырого протеина в зерне этого гибрида находилось на уровне 75 г/кг сух. в-ва, крахмала в зерне – 357 г/кг сух. в-ва. Наибольший выход крахмала при урожае зерна 60,0 ц/га обеспечил гибрид Машук 171. У всех остальных гибридов выход крахмала был в 1,4–2,6 раза ниже.
Изучено производство новых сортов яровой мягкой пшеницы, которые могли бы давать стабильную и высокую урожайность, обладающих требуемыми технологическими свойствами и приспособленных к условиям произрастания. Исследования проводились в 2021–2023 гг. в Пензенской области. Изучены 15 сортообразцов яровой мягкой пшеницы по качественным показателям зерна: натураная масса зерна, стекловидность, содержание белка в зерне, количество и качество клейковины. Все образцы имели натуру зерна от 750 г/л у линии Лютесценс 10/12-44-19 до 803 г/л у сорта Сенсей, т. е. соответствовали первому классу качества. Стекловидность была на уровне первого класса (не менее 60 %) от 74 % (Лютесценс 10/12-44-19) до 91 % (Лютесценс 28/09-23-17). Содержание белка в зерне находилось в пределах от 13,6 % (Тулайковская 108) до 16,2 % (Пандора) при среднем уровне 15,0 %. Максимальное содержание клейковины показали сорта Ирвита и Экада 113 (33,7 %), линия Лютесценс 38/08-9-17 (32,8 %). Индекс деформации клейковины у всех образцов (92–102 единицы прибора ИДК) был второй группы качества, за исключением линии Эритроспермум 37/08-5-18 (74 единицы прибора ИДК) – первая группа качества. Наибольший вклад в формирование натурной массы зерна (натура зерна) внесло взаимодействие факторов АВ (генотип и год исследований) – 63,45 %; фактор А (генотип) – 25,58 %. Стекловидность в основном определялась фактором В (год) (53,75 %), но и уровень взаимодействия факторов А × В также показал существенное влияние на величину данного показателя (28,78 %). Содержание белка в зерне, количество и качество клейковины в зерне в сильной степени зависело от фактора В – год (56,15; 45,65 и 42,70 % соответственно). Выделившиеся по комплексу и по отдельным признакам сорта и линии яровой мягкой пшеницы рекомендуется использовать как источники высокого качества в селекционном процессе.
Сорго зерновое – одна из культур, способных сохранять продуктивность в условиях водного дефицита. В настоящее время биопрепараты комплексного действия на основе эффективных штаммов бактерий и арбускулярных микоризных (АМ) грибов активно внедряют в сельскохозяйственное производство. Данные препараты улучшают минеральное питание растений, а также повышают адаптацию к различным стресс-факторам, в том числе и растений сорго. Рассмотрено воздействие микробных препаратов на уровень колонизации корней грибами АМ и ее влияние на продуктивность Sorghum bicolor в условиях вододефицита. Исследовано влияние ассоциации Funnelliformis mosseae 1-16 и биопрепарата Микробиоком-Агро на сорго зерновое сорта Крымбел. Вегетационный опыт проводили в горшечной культуре на стерильной песчано-вермикулитной смеси. Водный и питательный режим регулировали искусственным поливом. Для создания засушливых условий в сосудах поддерживали 30 %-й уровень наименьшей влагоемкости субстрата, в оптимальных условиях – 60 %. Выявлено, что Микробиоком-Агро и ассоциация F. mosseae 1-16 в условиях вододефицита оказывают положительное влияние на рост и развитие S. bicolor, увеличивая высоту растений на 6,6–11,5 %, сухую массу – на 6,3–30,8 %. Этому способствовала интенсификация колонизации корней S. bicolor ассоциацией АМ 1-16 на 14,7 % под действием бактериального препарата. Показано, что используемые микроорганизмы способствовали увеличению содержания фосфора и калия в листьях сорго зернового на 29,8–60,6 % по сравнению с контролем без обработки, что положительно коррелировало с продуктивностью культуры. Эти показатели также зависели от развития ассоциации грибов АМ 1-16 в корнях изучаемого растения со средней степенью корреляции (r = 0,46). Подтверждено, что сорго как засухоустойчивая культура способна выдерживать значительное время с пересыханием субстрата, однако грибы арбускулярной микоризы и ассоциативные бактерии способны поддерживать растения во время стресса и быстрее выводить из него.
КОРМОПРОИЗВОДСТВО
Приведены результаты оценки в конкурсном и экологическом испытаниях нового сорта люпина Узколистный 53, сочетающего высокую урожайность, технологичность и устойчивость к неблагоприятным факторам среды. Исследования проведены в юго-западной зоне Центрального региона Российской Федерации (Брянская область). Почва полей дерново-подзолистая суглинистая, имеет средний уровень плодородия, рН 5,3–5,6. Брянская область входит в зону умеренного увлажнения, гидротермический коэффициент составляет 1,3–1,4. Дана характеристика нового кормового сорта люпина узколистного Узколистный 53 (Lupinus angustifolius L.). Сорт Узколистный 53 кормовой универсального типа использования предназначен для выращивания зерна и зеленой массы и скармливания всем видам животных и птицы. Отличается моноподиальным морфотипом, устойчивостью к полеганию и скороспелостью. Продолжительность вегетационного периода составляет 85–95 дней, созревает одновременно с ранними яровыми зерновыми культурами. Зерновая продуктивность по итогам трехлетнего конкурсного сортоиспытания равна 3,04 т/га, зеленоукосная – 34,0 т/га, что выше контроля на 0,55 и 1,7 т/ га соответственно. Приведены данные количественного содержания алкалоидов в семенах за 8 лет (2016–2023). Новый сорт отличается стабильно низким содержанием алкалоидов в зерне (0,042 %) и в зеленой массе (0,01 %). Содержание сырого протеина в зерне составляет 32,6 %, в сухом веществе зеленой массы – 15,9 %. Возделывание нового сорта люпина в производстве будет способствовать решению проблемы дефицита белка в кормах для всех видов животных и птицы.
ЗООТЕХНИЯ И ВЕТЕРИНАРИЯ
Изучены способы борьбы с заболеваниями гидробионтов при их индустриальном выращивании. Благодаря использованию полимерных систем с фторхинолоном, отличающихся биодоступностью веществ, возможно целенаправленно подавить и уничтожить бактериальную микрофлору, а также улучшить продуктивные показатели водных животных.
Цель исследования – изучение воздействия полимерной системы с левофлоксацином на рост, развитие и затраты корма гибрида РоЛо, выращенного в аквариальной установке.
В статье представлена информация о возможности применения полимерных систем с фторхинолоном и их влиянии на показатели роста осетровых рыб. По принципу пар-аналогов сформировали пять подопытных групп по 10 особей РоЛо в каждой. В течение эксперимента изучены показатели весового роста, затраты кормов, протеина и энергии на 1 кг прироста массы. Воздействие полимерной системы с левофлоксацином на гибридных особей изучалось в условиях лаборатории «Прогрессивные биотехнологии» Вавиловского университета. Установлено, что прирост массы тела в опытных группах сеголеток гибрида был выше по сравнению с контрольными группами. Максимальный прирост отмечен в 3-й опытной группе, где рыбы получали полимерную систему с 10 % левофлоксацина. За период исследований минимальные затраты корма отмечены в 3-й опытной группе, потреблявшей корм с 10 % левофлоксацина, максимальные – во 2-й контрольной группе, причем, поскольку прирост в данной группе не зарегистрирован, затраты корма приходились на поддержание жизненных функций организма гидробионтов. Результаты анализа свидетельствуют, что у особей 3-й опытной группы наблюдается лучшая динамика роста при минимальных затратах комбикормов. Полученные результаты расширяют сведения о выращивании осетровых рыб в индустриальных условиях с использованием полимерных систем для доставки антибиотика фторхинолонового ряда.
В статье представлены результаты эксперимента по использованию в рационе выращиваемых перепелов фитодобавок из природного сырья (хвойная мука, скорлупа кедрового ореха, облепиха, чага). Эксперимент проводили по стандартной методике на перепелах японской породы. Продолжительность исследования составила 60 дней. Для проведения опыта из суточных цыплят перепелов были сформированы три аналогичные группы по 50 гол. (контрольная и две опытных). Все группы получали одинаковый комбикорм, соответствующий физиологическим особенностям и возрасту птицы. В рационы 1-й и 2-й опытных групп вводили по 1,0 % от массы комбикорма соответственно фитодобавку № 1 (хвойная мука – 33,3 %, скорлупа кедрового ореха – 33,3 %, облепиха – 33,4 %) и фитодобавку № 2 (хвойная мука – 33,3 %, скорлупа кедрового ореха – 33,3 %, чага – 33,4 %). Птицу содержали в клеточной батарее в требуемых условиях микроклимата. Изучено влияние скармливания экспериментальных фитодобавок на следующие показатели цыплят перепелов: сохранность, абсолютный и среднесуточный прирост живой массы, мясную продуктивность и качество мяса, биохимический состав крови. Введение в комбикорм 1-й и 2-й опытных групп фитодобавок повысило сохранность птицы на 2,0 %, абсолютный прирост живой массы – на 4,97 и 5,34 % соответственно (р > 0,05) при снижении расхода комбикорма на единицу продукции на 6,74 и 9,58 %. Масса потрошеной тушки у цыплят опытных групп оказалась больше на 5,80 и 3,03 % относительно контроля (р > 0,05). В мясе птицы, потреблявшей функциональные фитодобавки, увеличилось содержание сухого вещества на 0,73 и 0,27 % соответственно, жира – на 0,39 и 0,23 %, аминокислотный индекс вырос на 4,51 и 11,48 %. Межгрупповые различия по содержанию белка, золы, кальция и фосфора были незначительны. В крови птицы 1-й и 2-й опытных групп отмечено увеличение концентрации общего белка на 17,31 и 10,54 %.
Статья посвящена изучению генетических особенностей овец романовской породы с целью выявления полиморфизма в локусе гена кальпастатина (CAST) и определения частот аллелей и генотипов. В работе подчеркивается значимость генетических маркеров для более эффективной селекции в рамках генетических программ по улучшению качества мяса сельскохозяйственных животных. Исследования проводили на базе Новосибирского государственного аграрного университета (кафедра ветеринарной генетики и биотехнологии). Ген CAST, локализованный на пятой хромосоме и состоящий из 29 экзонов, изначально был обнаружен у породы дорсет хорн. Кальпастатин является ингибитором кальпаинов – кальций-зависимых протеаз, участвующих в регуляции различных клеточных процессов. В гене CAST выявлены два варианта аллелей: дикий аллель M и мутантный аллель N; а также три генотипа: MM (содержит последовательности длиной 336/286 п.н.), MN (622/336/286 п.н.) и NN (622/622 п.н.). Согласно результатам исследования, проведенного на 30 животных, распределение по генотипу у овец романовской породы имеет следующий вид: MM – 70 %, MN – 23 %, NN – 7 %. Анализ показывает, что распределение генотипов не отклоняется от закона Харди–Вайнберга. Критерий χ2, наблюдаемый для общей выборки, был меньше χ2 ожидаемого (χ2 набл < χ2 ожид, α = 0,05). Результаты проведенного исследования соотнесены с данными предыдущих исследований по другим российским породам овец, включая тувинскую короткожирнохвостую, западно-сибирскую и кулундинскую. Замечено преобладание аллеля M, тогда как генотип NN встречается довольно редко. Возможно, этот генотип может быть связан с понижением жизнеспособности животных.
В настоящее время актуально изучение коронавирусных инфекций, в том числе у птиц. Вирус в основном размножается в эпителиальных клетках дыхательных путей, вызывая инфекции нижних дыхательных путей у кур. При этом репликация вируса в кишечнике играет ключевую роль в развитии коронавирусной инфекции. В данном исследовании изучена локализация преимущественной репликации вируса инфекционного бронхита кур на основании оценки соотношения геномной и субгеномной РНК вируса ИБК в легких, тимусе и кишечнике. Для моделирования инфекционного бронхита кур цыплята кросса Shaver в возрасте 14 сут были инокулированы 10-кратной дозой вакцинного штамма инфекционного бронхита кур (штамм Ма5, серотип Массачусетс). При патологоанатомическом вскрытии отбирали тимус, кишечник и
легкие для проведения полимеразной цепной реакции (ОТ-ПЦР). Соотношение геномной и субгеномной РНК в тимусе, легких и кишечнике оценивали как отношение пороговых циклов в ПЦР на геномную РНК к пороговым циклам на субгеномную РНК. Субгеномная РНК образуется непосредственно в инфицированных клетках. Если субгеномной РНК больше в исследуемом органе, чем геномной, это может свидетельствовать об активном размножении вируса в данном месте. Доказано, что источником вируса в тимусе служит процесс репликации, а не гематогенный транспорт. Установлено статистически значимое превалирование субгеномной РНК в кишечнике (p ≤ 0,05), что свидетельствует об активной репликации коронавируса в кишечнике и преимущественном формировании пула вирусных частиц в легких гематогенным и лимфогенным путем.
МЕХАНИЗАЦИЯ, АВТОМАТИЗАЦИЯ, МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Традиционные методы ранней диагностики болезней, такие как метод чистых культур, микроскопический, микологический, полимеразой цепной реакции, иммуноферментного анализа, инвазивны, требуют наличия высококвалифицированного персонала, дорогостоящего оборудования и непригодны для их результативного использования на практике. В связи с тем, что здоровье растений является основополагающим показателем при оценке фенотипа культурного растения, рассмотрены современные неинвазивные методы ранней диагностики и определения фенотипа растений.
Цель исследования – выбор рационального метода для осуществления ранней диагностики болезней растений и определения их фенотипа непосредственно на поле возделываемой культуры.
Приведены преимущества и недостатки метода технического зрения, основанного на анализе изменений цветовых параметров полученных RGB-изображений листьев растений; флуоресцентного анализа, при котором оценивают эффективность фотосинтеза; методов мультиспектральной и гиперспектральной визуализации, осуществляемых путем определения ограниченного или непрерывного спектра, отраженного от поверхности листьев растений; метода тепловизионной визуализации, при которой фиксируют распределение инфракрасного излучения, испускаемого растением. Анализ методов показал, что определение рассеивания тепловой энергии – перспективный потенциальный показатель здоровья и наличия болезней. Кроме того, при воздействии большинства факторов окружающей среды изменяются тепловые свойства органов растения – листа, стебля, корня, органов размножения. Объяснена причина ограниченного распространения термометрии при ранней диагностике болезней растения: ложное неприятие исследователями факта, что оно представляет собой высокоорганизованную совокупность комплекса наземной и подземной части организмов. Сформулированы и обоснованы требования к устройствам для получения и обработки тепловых изображений. Разработана экспериментальная установка на основе тепловизионной камеры ТЕ-Q1, способной работать с Android-устройствами. Проведена проверка ее функционирования на образцах земляники садовой.
Достижение продовольственной безопасности Российской Федерации неотрывно связано с развитием наукоемких техники и технологий производства продуктов питания из отечественного сырья. Важнейшим пунктом является самообеспечение качественными продуктами животноводства (переработка мяса и переработка молока). К технологиям переработки молока предъявляются особые требования на всех этапах производства, где кисломолочные продукты, являясь функциональными продуктами питания, занимают обособленное место. В статье с помощью метода корреляционно-регрессионного анализа установлена связь между параметрами технологического процесса холодной инфракрасной сушки молочных заквасок, реализуемого с применением пленочных электронагревателей в установке камерно-лоткового типа (разработка Института агроинженерии Южно-Уральского государственного аграрного университета, г. Челябинск). Получив график динамического изменения температуры нагрева продукта с помощью программного обеспечения Owen Process Manager и контроллера 2ТРМ1 ООО «Производственное Объединение ОВЕН», авторы смогли оценить динамику постоянной времени переходного процесса, которая составила 4,683 ч, что подтверждает величину времени окончания процесса сушки с точностью 5 %, которая составила 27 ч.
В качестве объекта исследования выбрана молочная закваска «Первый Вкус Detox Menu» классическая 1 %-й жирности производства АО «Группа Компаний "Российское Молоко"» в г. Челябинск.
Объект исследования – пастообразная живая среда в виде концентрата бифидобактерий B. аdolescentis, количество молочнокислых микроорганизмов в котором не менее 1 ‧ 10⁸ КОЕ/г, а количество бифидобактерий – не менее 1 ‧ 10⁶ КОЕ/г.
ISSN 2658-462X (Online)