ФГБОУ-ВО-Орловский-ГАУ — Отраслевая сеть инноваций в АПК

Исследование, разработка и практические мероприятия по применению препаратов биологического происхождения для защиты растений от биотических и абиотических стрессоров в органическом сельском хозяйстве

Leonid — Tue, 13 Jul 2021 07:39:38 +0000

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Отчет о НИР «Исследование, разработка и практические мероприятия по применению препаратов биологического происхождения для защиты растений от биотических и абиотических стрессоров в органическом сельском хозяйстве» содержит 236 стр., 1ч., 60 рисунков, 63 таблиц,150 литературных источников, приложения.

Ключевые слова: химические пестициды, биопрепараты, регуляторы роста, органическое земледелие, озимая пшеница, яровой ячмень, горох.

Объекты исследования: Озимая пшеница, яровой ячмень, горох. химические пестициды, биопрепараты, возбудители корневых гнилей Fusarium oxysporum. Trichoderma atrobronium.

Цель исследования: Разработка комбинированных защитно-стимулирующих СЗР против возбудителя корневых гнилей Fusarium oxysporum. и агротехнические приемы их применения.

В задачи исследования входило:

изучение эффективности экзометаболитов Trichoderma аtrobrunneum (ВКПМ F-1434) в отношении фитопатогенных возбудителей болезней;
изучение влияния биофлаваноидов гречихи: хлорогеновая кислота, рутин, кверцетин на развитие гриба, вызывающего корневые гнили гороха, Fusarium oxysporum, in vitro;
изучение влияния экзометаболитов гриба Trichoderma atrobrunneum на развитие гриба, вызывающего корневые гнили гороха, Fusarium oxysporum, in vitro;
изучение влияния экзометаболитов гриба Trichoderma atrobrunneum на антиоксидантный статус проростков гороха, пшеницы, ячменя проростков гороха, пшеницы, ячменя, зараженных Fusarium oxysporum;
испытание нового защитно-стимулирующего биологического препарата на рост и развитие проростков яровой пшеницы, ячменя и гороха;
разработка и испытание комбинированного биопрепарата защитно-стимулирующего действия на зараженных сельскохозяйственных растениях в сравнении с химическими пестицидами и биопрепаратами в лабораторных условиях и полевых опытах.

Научная новизна.

Изучено влияние экзометаболитов Trichoderma atrobrunneum (ВКПМ F-1434), индивидуальных биофлаваноидов гречихи на развитие Fusarium oxysporum, in vitro и их влияние на антиоксидантный статус проростков гороха, пшеницы и ячменя, зараженных Fusarium oxysporum; разработан и испытан комбинированный биопрепарат защитно-стимулирующего действия против возбудителя корневых гнилей Fusarium oxysporum. в сравнении с химическими пестицидами, биофунгицидами и биопрепаратами в лабораторных и полевых условиях для органического сельского хозяйства.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Получены патенты на изобретение: Штамм trichoderma atrobrunneum, обладающий антибактериальной активностью в отношении Bacillus anthracisо.а./ Патент на изобретение RU 2710783 C1, 13.01.2020. Заявка № 2019102438 от 29.01.2019; Линимент ранозаживляющий, содержащий бактериостатические метаболиты T. atrobrunneum f-1434 и сумму биофлавоноидов гречихи/ Патент на изобретение RU 2719723 C1, 22.04.2020. Заявка № 2019121127 от 03.07.2019.

Получен акт внедрения на новый биопрепарат. Получена золотая медаль на XXI Всероссийской агропромышленной выставке «Золотая осень», 2020 г.

Результаты исследований позволят рекомендовать эффективные приемы защиты озимой пшеницы от грибных болезней на основе биофунгицидов, ярового ячменя и гороха с помощью комбинированного защитно-стимулирующего СЗР. Внедрение разработанных технологических приемов повысит устойчивость агроценоза озимой пшеницы и ярового ячменя к сумме неблагоприятных абиотических и биотических факторов. В результате будет получена прибавка урожайности культур и снижена себестоимость производства зерна.

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем отчете о НИР использованы ссылки на следующие нормативно-правовые и нормативно-технические акты.

Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации, утвержденная Указом Президента Российской Федерации от 30 января 2010 г. N 120 «Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации»
Постановление правительства Российской Федерации от 14 июля 2012 г. N 717 о государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013 — 2020 год.
Комплексная программа развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года (утвержденной Правительством РФ от 24 апреля 2012 г. № 1853п-П8
Проект Закона «Об органическом производстве и обороте продукции», принятый в первом чтении Государственной Думой 25 июля 2018 года и одобренный Советом Федерации 28 июля 2018 года.
Федеральный закон от 29 декабря 2006 года N 264-ФЗ «О развитии сельского хозяйства».
Федеральный закон от 3 августа 2018 г. N 280-ФЗ «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
Постановление правительства Российской Федерации от 14 июля 2012 г. N 717 о государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013 — 2020 год.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

В настоящем отчете о НИР применяют следующие термины с соответствующими определениями:

СЗР- средства защиты растений. Все средства защиты растений классифицируются по химическому составу, объектам применения, по характеру действия и способам проникновения во вредный организм.

in vitro — это технология выполнения экспериментов, когда опыты проводятся «в пробирке» — вне живого организма.

БАВ- биологически активные вещества — химические вещества, обладающие при небольших концентрациях высокой физиологической активностью по отношению к определённым группам живых организмов (к человеку, растениям, животным, грибам и пр.)

ПДК — предельно допустимые концентрации – это величина, характеризующая максимальное количество вещества, которое может находиться в определенном объеме измерений и не причинять ущерба живым организмам (в том числе, и человеку).

NADPH – никотинамиддифосфат восстановленный — широко распространённый в природе кофермент некоторых дегидрогеназ — ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в живых клетках. НАДФ принимает на себя водород и электроны

СОД – супероксиддисмутаза, это антиоксидантный фермент, защищает клетки от постоянно образующихся высокотоксичных кислородных радикалов

ТСХ – тонкослойная хроматография — способ анализа (реже препаративного разделения) смесей жидких или твердых веществ, основанный на различном сродстве разделяемых веществ к неподвижной (сорбент) и подвижной (элюент) фазам.

NDVI – вегетационный индекс — это числовой показатель качества и количества растительности на участке поля. Он рассчитывается по спутниковым снимкам и зависит от того, как растения отражают и поглощают световые волны разной длины.

ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе для сельхозпроизводителей актуальной проблемой является замена действующих химических средств биологическими, которые применяются в растениеводстве. Несмотря на высокую эффективность, химические пестициды одновременно влияют на полезные нецелевые объекты, вызывают развитие резистентности у фитофагов и фитопатогенов, что приводит к нежелательному увеличению норм расхода пестицидов. Постепенное накопление синтетических химических средств защиты растений в почве, водоемах, растительной продукции отрицательно влияет на здоровье человека и животных.

Биопрепараты помогают эффективно решить все те же проблемы, которые решают с помощью химических аналогов, но делают это намного более качественно и менее затратно, а главное — безопасно. Федеральным законом от 29 декабря 2006 года N 264-ФЗ «О развитии сельского хозяйства» определены виды экономической деятельности, при осуществлении которых применяются способы, методы и технологии, направленные на обеспечение благоприятного состояния окружающей среды, укрепление здоровья человека, сохранение и восстановление плодородия почв. Федеральным законом от 3 августа 2018 г. N 280-ФЗ «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», статья 4 «Требования к производству органической продукции» введен запрет на применение агрохимикатов, пестицидов, а для борьбы с вредителями, болезнями растений применять средства биологического происхождения.

Спрос на органические продукты намного опережает предложение, как в отношении экспорта продукции, так и продукции для внутреннего рынка. Для обеспечения спроса на продукцию, произведенную в соответствии с ГОСТом 33980-2016 «Продукция органического производства. Правила производства, переработки, маркировки и реализации» необходимо ввести в органическое сельхозпроизводство не менее 2000 сельхозпроизводителей.

Следовательно, предприятиям, планирующим работу в направлении органического земледелия, уже сейчас необходимо знать о существующих и разрабатываемых биологических препаратах. В Законе утверждён ассортимент биологических средств защиты растений, разрешенных к применению. Этот перечень, безусловно, может расширяться с появлением более эффективных препаратов. Биологизация — это насущная необходимость, но подходить к ней нужно с учётом многих факторов, чтобы процесс шёл не спонтанно и резко, а постепенно и мягко.

В связи с этим исследования по разработке препаратов биологического происхождения для защиты растений от биотических и абиотических стрессов в органическом сельском хозяйстве являются актуальными.

В задачи исследования входило:

изучение эффективности экзометаболитов Trichoderma аtrobrunneum (ВКПМ F-1434) в отношении фитопатогенных возбудителей болезней;
изучение влияния биофлаваноидов гречихи: хлорогеновая кислота, рутин, кверцетин на развитие гриба, вызывающего корневые гнили гороха, Fusarium oxysporum, in vitro;
изучение влияния экзометаболитов гриба Trichoderma atrobrunneum на развитие гриба, вызывающего корневые гнили гороха, Fusarium oxysporum, in vitro;
изучение влияния экзометаболитов гриба Trichoderma atrobrunneum на антиоксидантный статус проростков гороха, пшеницы, ячменя проростков гороха, пшеницы, ячменя, зараженных Fusarium oxysporum;
испытание нового защитно-стимулирующего биологического препарата на рост и развитие проростков яровой пшеницы, ячменя и гороха;
разработка и испытание комбинированного биопрепарата защитно-стимулирующего действия на зараженных сельскохозяйственных растениях в сравнении с химическими пестицидами и биопрепаратами в лабораторных условиях и полевых опытах.

Научная новизна.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Получены патенты на изобретение: Штамм trichoderma atrobrunneum, обладающий антибактериальной активностью в отношении Bacillus anthracisо.а./ Патент на изобретение RU 2710783 C1, 13.01.2020. Заявка № 2019102438 от 29.01.2019; Линимент ранозаживляющий, содержащий бактериостатические метаболиты T. atrobrunneum f-1434 и сумму биофлавоноидов гречихи./ Патент на изобретение RU 2719723 C1, 22.04.2020. Заявка № 2019121127 от 03.07.2019.

Получен акт внедрения (приложение 1) на новый биопрепарт.

Получена золотая медаль (приложение 2) на XXI Всероссийской агропромышленной выставке «Золотая осень», 2020 г

РАЗДЕЛ I. ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА ПО СОЗДАНИЮ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ОРГАНИЧЕСКОГО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

1.1 Современные биопрепараты для растениеводства и земледелия

Двадцатый век характеризовался широким применением и внедрением минеральных удобрений и химических средств защиты растений. Однако на рубеже веков стало ясно, что, широкое применение химикатов в сельском хозяйстве, ведет к накоплению почвами химических соединений и способствует ухудшению плодородия почвы и получению продуктов питания с высоким содержанием нитратов, нитритов, пестицидов, гербицидов и т.д., что, несомненно, отрицательно сказывается на здоровье населения планеты. В конце столетия свою нишу в растениеводстве и земледелии заняли принципиально новые удобрения и средства защиты – это биологические препараты и удобрения.

В настоящее время на рынке удобрений и средств защиты растений всё чаще встречаются средства биологического происхождения, но пока не находят широкого применения. Одна из причин такой ситуации – недооценка их положительных качеств и увлечение химическими средствами. Именно желание скорейшего достижения максимального эффекта до сих пор остается приоритетом в выборе удобрений.

Сокращение объемов применения минеральных удобрений и средств защиты растений в сочетании с использованием новейших биотехнологических разработок позволяют в совокупности получить высококачественную экологически чистую сельскохозяйственную продукцию и способствуют снижению загрязнения окружающей среды.

Внедрение биологических препаратов к тому же направлено на оптимизацию биологических показателей, которые определяют механизмы саморегуляции почвенных экосистем и часто используют в качестве диагностирующих уровень плодородия почв [29].

В отличие от химических препаратов биопрепараты обладают более ярко выраженной избирательностью действия, они признаны также безвредными для человека и животных и быстро разлагаются в почве.

Внедрение таких агротехнологий, наравне с получением высоких урожаев, позволяет получать экологическую безопасность сельскохозяйственного производства, не нанося вред окружающей .

Применение биологических препаратов и стимуляторов роста растений может привести к большей доходности, поскольку они стоят гораздо меньше, по сравнению с традиционными удобрениями. Еще одна причина продолжать разработки – их инвестирование и внедрение, а также запрет использования пестицидов в Европе к 2030 г. Благодаря этому биологические препараты смогли бы когда-нибудь полностью заменить химические удобрения и пестициды [99].

1.1.1 Регуляторы роста растений

Существует большое количество регуляторов роста растений биологического происхождения: бактериальные и природные (Трандафилова и др., 2009). Система регуляции физиологически активными соединениями во многом определяет характер таких важнейших физиологических процессов, как рост и формирование различных органов, время и характер цветения, сроки созревания, переход к состоянию покоя и выход из него семян и почек. При этом интенсивность воздействия на растения зависит от вида препарата, его концентрации, способа применения (отдельно и в смеси) и кратности обработок (семян и растений).

Низкие нормы расхода и возможность управлять процессами роста и развития растений определяют перспективность более широкого применения регуляторов роста биологического происхождения в сельскохозяйственном производстве [25].

По мнению многих ученых, участвующих в разработке технологических приемов выращивания сельскохозяйственных культур, регуляторы роста растений должны пользоваться не меньшим спросом, чем минеральные удобрения или средства защиты растений.

Перспективное направление – создание микробиологических (бактериальных) препаратов, представляющих собою живые клетки отселектированных по полезным свойствам микроорганизмов, которые находятся или в культуральной жидкости, или адсорбированы на нейтральном носителе.

Еще в Советском Союзе выпускали три вида бактериальных удобрений: азотобактерин, нитрагин и фосфоробактерин, не получившие тогда широкого применения. В настоящее время интерес к применению биопрепаратов на основе почвенных микроорганизмов для растениеводства и земледелия возрос и сопровождается бурным ростом сообщений о новых формах биопрепаратов и их применении, регистрацией товарных знаков, патентов [23, 29].

Биопрепараты на основе ассоциативных микроорганизмов комплексного действия хорошо зарекомендовали себя в широком спектре сельскохозяйственных культур в России и за рубежом. Микроорганизмы, наряду с азотфиксацией, продуцируют физиологически активные вещества, которые, воздействуя на растения, стимулируют их рост и развитие. Новые штаммы микроорганизмов способны подавлять развитие патогенной микрофлоры, что в итоге снижает заболеваемость растений, повышает их продуктивность, улучшает качество растениеводческой продукции (Завалин, 2005). Связано это с тем, что микроорганизмы хорошо приживаются в зоне корневой системы растений, усиливая свою активность. В результате значительно возрастает интенсивность микробиологических, биохимических и иных процессов в ризосфере, повышается растворимость труднодоступных элементов питания, накапливается биологический азот [67].

Самым крупным разработчиком бактериальных препаратов в России является ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, располагающий уникальной коллекцией бактерий и налаженной схемой производства биопрепаратов на их основе. ГПП «Экос» ВНИИСХМ выпускает ряд бактериальных препаратов – Ризоаргин, Флавобактерин, Агрика и др. Входящие в состав Флавобактерина бактерии штамма Flavobacterium sp. 30 фиксируют азот из атмосферного азота и питают им растения, продуцируют высокоактивный антибиотик флавоцин с широким спектром действия на фитопатогенные грибы и бактерии. Препарат стимулирует рост и развитие растений за счет продуцирования физиологически активных веществ, позволяет получать экологически безопасную продукцию, улучшая ее качество [55, 102]. Бактериологический бактериальный препарат группы ассоциативных диазатрофов Ризоагрин создан на основе штамма Agrobacterium radiobakter 204 (в 1 г торфяного препарата содержится не менее 2,5 млрд. активных клеток бактерий). Агрика относится к этой же группе бактерий и создана из штамма Bacillus subtilis Б-04 (в 1 мл ферментационной жидкости не менее 200х10⁶ активных клеток бактерий) [54, 98].

Широко рекламируемый биопрепарат Экстрасол (основа – азотфиксирующие бактерии) способствует лучшему использованию элементов минерального питания растений, синтезирует ростовые и другие биологически активные вещества, снижает поражение растений фитопатогенами родов Fusarium, Alternaria, Helminthosporium, Puccinia, Phytophtora и др., а также оказывает положительное влияние на развитие агрономически полезной микрофлоры. Микроорганизмы, содержащиеся в рабочем растворе биопрепарата и продукты их метаболизма (витамины, ферменты, гормоны, аминокислоты), попадая на листовую поверхность, являются регуляторами жизненно важных функций. В процессе своей жизнедеятельности бактерии биопрепарата вырабатывают вещества, способные оказывать стимулирующее действие на рост и развитие растений, в результате чего обеспечивается нормализация физиологии и биохимии растительной клетки, увеличение индекса листовой поверхности, увеличение интенсивности фотосинтеза и дыхания, регуляция транспирационного коэффициента и коэффициента водопотребления; снижение дефицита усвояемых форм микроэлементов. Все эти факторы в целом влияют на продуктивность и качество выращиваемой продукции [Смирнова Ю.Д.2017].

Другой ряд биопрепаратов, выпускаемых ВНИИСХМ, созданы на основе эндомикориозного гриба, который проникает в корень и образует с растением симбиоз, обеспечивая питание растений фосфором – Микориз, Микофил, Глиокладин. Эти биопрепараты можно применять как под овощные, так и под зерновые культуры, исключение составляют только крестоцветные, с которыми эндомикоризный гриб не образует симбиоз [117, 118].

Микориз содержит споры и активный мицелий девяти различных микоризообразующих грибов, включая виды с повышенной зимостойкостью, а также специальный биостимулятор. Он стимулирует рост корневой системы растений, способствует насыщению растения питательными веществами и влагой, оптимизирует баланс питания, повышает жизнестойкость растений к различным болезням и экологическим стрессам.

При внесении в почву минеральных фосфорных удобрений растения поглощают только 20-25 % вносимого фосфора. Микроорганизм, входящий в Микофил, обладает уникальным свойством – он способен поглощать фосфор из недоступных растению соединений и транспортировать в корень. Таким образом, Микофил обеспечивает поступление в растения фосфора, который накопился в почве за многие годы использования минеральных удобрений и который лежит там мертвым капиталом. Применение Микофила заменяет внесение 80-150 кг фосфорных удобрений на гектар и гарантирует практически полное усвоение растениями поставляемого фосфора. При использовании биопрепарата прибавки урожая колеблются от 5 до 50 % в зависимости от культуры [38, 56].

В настоящее время особое внимание уделяется биологически активным препаратам, обладающим одновременно ростстимулирующим и иммуноиндуцрующим действиями. Они должны повышать урожайность и устойчивость растений к заболеваниям [109].

Препарат, выпускаемый фирмой ООО «Деметра плюс», Агропон С не только увеличивает продуктивность культур, но и способствует возрастанию адаптационных способностей и иммунитета растений к неблагоприятным факторам среды и патогенным организмам. Действующие вещества – комплекс ростовых веществ, продуктов метаболизма микромицета (штамм Cylindrocarpon magnusianum, 1г/л ВСР). В состав препарата входят природные фитогормоны цитокининовой и ауксиновой природы, аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты, аминосахара (хитозаны), олигосахара и биогенные микроэлементы. Синергизм действия компонентов препарата обеспечивает его высокую физиологическую активность (ООО «Деметра плюс» — биопрепарат Агропон С [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://demplus.ru -– (Дата обращения: 29.02.20)

Микробиологические препараты Гуапсин (Pseudomonas aureofaciens IBM B-7096 и IBM B-7097, продукты их метаболизма и стартовые дозы NPK) и Триховит (водная суспензия бактерии Trichoderma viride) также обладают не только ростостимулирующей активностью, повышают всхожесть и энергию прорастания семян, но и повышают их устойчивость к стрессам (заморозкам, засухе, высоким темпера- турам), комплексу грибных и бактериальных заболеваний [92, 119]. В настоящее время также возрос интерес к получению регуляторов роста для растениеводства и земледелия из природного сырья (морфологических органов растений и тканей животных). Так, экстракт из древесной зелени пихты сибирской послужил основой для высокоэффективного природного регулятора роста растений Силк, представляющего собой 10 %-ную водную эмульсию растворимых в воде натуральных тритерпеновых кислот, выделенных из хвои пихты сибирской. Он действует на фитогормональную систему растений, резко изменяя их реакцию на факторы окружающей среды. В результате наблюдаются изменения в продуктивности растений, и выявляется достаточно высокая активность по подавлению развития патогенных грибков. Установлено, что Силк оказывает положительное влияние на сдерживание листовых заболеваний зерновых культур, а также корневых гнилей.

Известен регулятор роста растений Стифун, который является комплексом физиологически активных веществ натуральной природы. Было изучено влияние этого препарата на рост и развитие пшеницы при обработке растений его стимулирующей концентрацией (0,003 %). У опытных растений стимулировалось развитие, повышалась устойчивость к болезням и неблагоприятным условиям среды, увеличивалась продуктивность. Наиболее эффективен Стифун при обработке семян и молодых растений. Он повышает полевую всхожесть, увеличивает содержание хлорофилла и каротиноидов, листовую поверхность, число семян в колосе и положительно влияет на гормональный баланс растений [111, 127].

Ростстимулирующие препараты Амир и Амиросел разработаны во ВНИИССОК на основе надземной биомассы растения амарант. В состав фитопрепарата Амир входят основные действующие вещества – бетацианины, оксикоричные кислоты, биофлавоноиды. Амиросел – комплексный ростстимулирующий препарат, созданный на основе фитопрепарата Амир с добавлением микроэлементов. Амир и Амиросел позволяют снизить химическую нагрузку на сельскохозяйственные культуры [Смирнова Ю.Д.,2017. ]

Фитохит – препарат на основе хитозана, разработанный в ВИЗР – высокоэффективное росторегулирующее вещество. Активность Фитохита объяснятся тем, что при его разложении образуется легко усвояемый азот и этилен. В результате такого комплексного действия на растение формируется развитая корневая система и, более мощные стебли, оно лучше борется с патогенами и неблагоприятными условиями.

ГП МНТЦ «Агробиотех» (Украина) производит ряд стимуляторов роста растений различного происхождения: природные стимуляторы – Эмистим С, Биолан; композиционные – Агростимулин, Биосил, Зеастимулин, Радостим и др.; синтетические – Ивин, Потейтин (Биопрепараты для защиты растений [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ogorod.ru/ru/now/pests/11207/Biopreparaty-dlja-zashhity-rastenij-ih-vidy-i-sposoby-primenenija.htm).

1.1.2 Биофунгициды

В последние годы большое внимание, в том числе и в России, уделяется развитию экологически чистых биологических методов борьбы с заболеваниями растений, которые рассматриваются как альтернатива традиционному использованию химических пестицидов (Азизбекян, 2013). В настоящее время в мире разработано и продается более 40 коммерческих биопрепаратов [1].

Одним из самых перспективных новых направлений защиты сельскохозяйственных культур от фитопатогенов является индукция устойчивости к патогенам и неблагоприятным факторам внешней среды с использованием биопрепаратов [126, 133]. Биологический метод защиты растений от патогенных микроорганизмов основан на использовании микроорганизмов-антагонистов. В настоящее время описан ряд микроорганизмов, оказывающих антагонистическое действие на фитопатогенные грибы. Антагонисты принадлежат к различным видам – Agrobacterium, Bacillus, Candida, Lactobacillus, Pseudomonas, Streptomyces и др. [1].

Благодаря биогенному происхождению и чрезвычайно низким рабочим концентрациям действующих веществ, абсолютное большинство препаратов данной группы относится к экологически безопасным средствам. Помимо слабой токсичности, биопрепараты характеризуются также широким спектром действия в отношении различных растений и патогенов, способностью повышать устойчивость растений к неблагоприятным факторам, низкой стоимостью.

Биопрепараты выпускаются в виде стабилизированных порошков, сухих пылевидных форм, концентратов эмульсий, жидких форм, суспензированных концентратов, таблетированных форм в блистерах. Ко всем бактериальным препаратам предъявляют общие требования, они должны быть стандартными. Титр препарата (концентрация или число вирулентных спор в 1 г для сухих или в 1 мл для жидких форм) должен быть постоянным, соответственно конкретному препарату. Титр определяется путем подсчета под микроскопом спор и кристаллов в камерах счисления (камера Горяева и др.).

Биофунгициды применяют как для обработки посадочного материала, так и для опрыскивания вегетирующих растений [108]. Существует ряд биопестицидов, отечественный и зарубежный опыт по применению которых свидетельствует о их высоком фитозащитном потенциале, к таким препаратам относят Биофугус (Trichoderma spp., Бельгия), Бинаб-Т (T. harzianum и T. polysporum, Швеция), Биотрек (T. harzianum, США), Серенада, Кодиак (Bacillus subtilis, США), Ризо-плюс (B. subtilis, Германия), Бактофит, Фитоспорин (B. subtilis, Россия), Фитолавин (Streptomyces griseus, Россия), Планриз (Pseudomonas fluorescens, совместная разработка Белоруссии и России) [65].

В республике Башкортостан широкое распространение получил биопрепарат Фитоспорин-М (производства НВП «БашИнком») – биофунгицид на основе эндофитной бактерии Bacillus subtilis 26Д на гуминовом носителе, подавляющий развитие многих грибных и бактериальных болезней растений, а также повышающий уровень их иммунитета. Фитоспорин-М эффективен против широкого спектра грибных и бактериальных заболеваний. Обработка семян Фитоспорином вызывает существенное изменение в структуре комплекса микроскопических грибов. На фоне действия препарата отмечается уменьшение видового разнообразия грибов с 23 до 16 видов, что свидетельствует о глубине сдвигов в микоценозе [78].

Планриз производства ООО «Биотехагро» (Тимашевский филиал, Россия, Краснодарский край, г. Тимашевск) – бактериальный препарат на основе бактерии Pseudomonas fluorescens, эффективное биологическое средство защиты растений от грибных и бактериальных заболеваний. Бактерии Планриза выделены из почвы. Препарат представляет собой жидкость желто-коричневого цвета, в каждом грамме которой содержится 3-4 млрд. живых бактериальных клеток, обладающих лечебными свойствами. Этот природный микроорганизм способен активно подавлять возбудителей болезней зерновых колосовых и других сельскохозяйственных культур. Преимущества Планриза: эффективен в борьбе с грибными и бактериальными болезнями, а также при их профилактике; укрепляет иммунный статус растений; экологичен (Разработка и производство микробиологических препаратов для животных и растений [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.biotechagro.ru -– (Дата обращения: 29.02.20)

Витаплан, КЖ (биофабрика ООО «Агроком») – бактериальный препарат на основе Планриза, представляет собой вспученный вермикулит с частицами размером 2 мкм, на поверхности которых закреплены бактерии Pseudomonas fluorescens. Это эффективное биологическое средство защиты растений от грибных и бактериальных заболеваний. Витаплан, КЖ обладает ростостимулирующими свойствами, способствуя развитию мощной корневой системы, устойчивости к полеганию и обеспечивая увеличение урожая [http://агроком-био.рф/index.php/vitaplan-kzh].

Триходермин – является экологически безопасным биологическим препаратом, созданным на основе грибов рода Trichoderma lignorum. Данный гриб, размножаясь, продуцирует антибиотики, которые уничтожают возбудителей заболеваний растений, а также, используя чужие грибницы как питательную среду, уничтожает грибы-патогены более чем 60 видов, вызывающих такие болезни, как корневые и плодовые гнили, семенные инфекции, макроспориоз и др. [109].

1.1.3 Биоудобрения

Другая группа биопрепаратов – землеудобрительные, которые представлены бактериальными препаратами, при внесении которых в почву синтезируются физиологически активные вещества и улучшается жизнедеятельность почвенной микрофлоры [129].

Бактериальные удобрения Азотовит и Бактофосфин представляют собой суспензию несимбиотических, свободноживущих отселектированных бактерий, начинающих активно размножаться при попадании в почву и интенсивно заселять прикорневую зону. Микроорганизмы, входящие в состав Азотовита, фиксируют атмосферный азот, а микрофлора Бактофосфина расщепляет нерастворимую минеральную часть почвы, переводя фосфор и калий в легкоусвояемые формы, улучшая тем самым пищевой режим почв [54].

Препараты, разработанные на основе оригинальных штаммов бактерий, выделенных в Томском госуниверситете из местных почв, апробированы в хозяйствах Томской области. Бактериальные препараты показали высокую рентабельность и хороший экологический эффект. Биопрепараты выпускаются в виде жидких концентратов живых почвенных бактерий 3-х видов: Азотобактерин – препарат на основе свободноживущих азотфиксаторов Azotobacter chroococcum, Фосфоробактерин – на основе кислотообразующих бактерий Bacillus megaterium var. phosphaticum, Кремнебактерин – на основе бактерий Bacillus mucilaginosus (Гиль, 2008).

ООО «Научно-технический центр биологических технологий в сельском хозяйстве» (НТЦ БИО) г. Шебекино Белгородской области выпускает биоудобрения для активизации почвенного плодородия Весна и Белогор. В составе биоудобрения Весна – раствор концентрата лизина, витамины группы В, микроэлементы, минеральные и органические вещества и нитроаммофоска. Концентрат Белогор содержит комплекс молочнокислых и пропионовокислых бактерий, дрожжи и культуры микроорганизмов родов Bacillus и Pseudomonas, а также бактериальные продукты метаболизма, макро- и микроэлементы, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов и полезные для развития растений [90].

1.1.4 Полифункциональные препараты

В последние годы все чаще приходят к мнению, что биопрепараты для растениеводства и земледелия должны быть полифункциональными, поскольку должны включать функции регулятора роста, биофунгицида, иммуномодулятора и землеудобрительного препарата. Ассортимент полифункциональных средств растет и получает все большую популярность среди практиков.

Микробиологические препараты серии Сияние – разработка новосибирских ученых (НПЦ «ЭМ-Биотех» совместно с кафедрой агроэкологии и микробиологии НГАУ), включает в себя несколько десятков видов культур агрономически полезных микроорганизмов. Без них невозможно восстановить и накопить гумус в почве, а значит, повысить ее плодородие. В серию Сияние входят следующие микробиологические препараты. Концентрат и препарат Сияние-1 производятся из японского маточного сырья и реализуются в жидком виде. Биоудобрение-субстрат Сияние-2 состоит из специально подобранных агрономиически полезных культур микроорганизмов, выделенных из почв Сибирского региона и засеянных на пшеничные отруби. Совместное применение данных биоудобрений позволяет добиться наилучшего результата. Микробиологический препарат Сияние-3 – отрубной субстрат, засеянный полезными культурами микроорганизмов в высокой концентрации, что позволяет ускорить процесс ферментации и разложения органических отходов в компостных кучах и выгребных ямах [48].

Препарат Байкал ЭМ-1 (ООО «НПО ЭМ-ЦЕНТР») представляет собой композицию штаммов микроорганизмов, включающую фотосинтезирующие, молочнокислые, азотфиксирующие бактерии, дрожжи и некоторые микроскопические грибы. Эти микроорганизмы способствуют вытеснению патогенной микрофлоры, вместе с нейтральными бактериями они проводят комплексную работу по восстановлению плодородия почвы, оптимизации ее структуры, накоплению гумуса. В Байкале ЭМ-1 успешно сосуществуют две группы эффективных микроорганизмов, требующих противоположных условий существования: аэробные, которым необходим кислород и анаэробные, жизнедеятельность которых проходит без доступа кислорода («Байкал ЭМ-1» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://shablin.ru/prodazhi/produkcziya-dlya-ogoroda/658-bajkal-em-1-(preparat).html–(Дата обращения: 25.02.2020).

Микробиологический препарат БисолбиФит, получаемый на основе ризосферных бактерий, разработан ВНИИСХМ. Препарат повышает урожайность кормовых и зерновых культур, оптимизирует состояние почвенно-биотического комплекса, оптимизируя показатели биологической активности почв. Использование БисолбиФита способствует получению экологически чистой продукции, так как снижает содержание нитратов, свинца и кадмия в зеленой массе кормовых культур; увеличивает КИУ, что снижает непроизводительные потери биогенных элементов, вносимых с удобрениями, из почвы и связанную с этим нагрузку на окружающую среду; использование биопрепарата способствует повышению устойчивости фитоценоза к неблагоприятным погодным условиям [Сайдяшева Г.В., Захаров С.А.. 2017].

Агат-25К создан на основе грунтовых бактерий Pseudomonas aureofaciens и продуктов их жизнедеятельности. Составные части препарата: культуральная жидкость инактивированных (убитых) бактерий (титр 5-8х1010 в мл до инактивации); сбалансированные стартовые дозы макро- и микроэлементов, биоактивные вещества из ростков растений; природные флавоноидные вещества; активные фракции хвойного экстракта. Сочетание комплекса таких компонентов определяет широкий спектр и эффективность действия препарата: как фунгицидных и иммуномодулирующих функций против корневых и листовых грибковых болезней, так и свойства стимулятора роста растений, при абсолютной безопасности для людей, животных, пчел и окружающей среды. Такой мультисистемный препарат дает максимальный эффект при минимальных затратах – одновременно решаются проблемы защиты, подкормки и стимуляции растений (Смирнова Ю.Д.,2017).

Эмистим С производимый ГП МНТЦ «Агробиотех» (Украина) является полифункциональным препаратом широкого спектра действия, продукт биотехнологического выращивания грибов-эпифитов из корневой системы лекарственных растений. Содержит сбалансированный комплекс фитогормонов ауксиновой, цитокининовой природы, аминокислот, углеводов, жирных кислот, микроэлементов. Препарат повышает энергию прорастания и полевую всхожесть семян, развитию более мощной корневой системы, снижает фитотоксическое действие пестицидов, улучшает качество выращенной продукции, повышает устойчивость растений к стрессовым факторам (Смирнова Ю.Д.,2017).

В институте микробиологии НАН Беларуси разработан биопрепарат клубеньковых бактерий – Сапронит, субстратом-носителем которого является органический сапропель. Сапронит используется для предпосевной обработки семян бобовых культур или предпосевного внесения в почву с целью интенсификации процесса симбиотического связывания атмосферного азота, повышения урожайности бобовых (на 10-15 % и более), улучшения качества продукции, а также положительного воздействия на последующую культуру севооборота и окружающую среду в целом [Комплексное применение микроэлементов, регуляторов роста растений и бактериальных удобрений в предпосевной обработке семян проса и люпина узколистного : рекомендации /Т. Ф. Персикова, Ю. В. Коготько, М. Л. Радкевич. – Горки :БГСХА, 2015 – 24 с.].

Альбит – комплексный биопрепарат, универсальный регулятор роста растений со свойствами фунгицида и комплексного удобрения, содержит очищенные действующие вещества из почвенных бактерий – Bacillus megaterium и Pseudomonas aureofaciens. В состав препарата также входят хвойный экстракт (терпеновые кислоты), сбалансированный стартовый набор макро- и микроэлементов. В отличие от биопрепаратов, содержащих живые микроорганизмы, действие Альбита, по словам производителей (ООО НПФ «Альбит», Россия, г. Пущино), стабильнее, менее подвержено влиянию условий внешней среды. Альбит характеризуется низкой стоимостью и экологичностью биологических препаратов, в то же время по эффективности и сроку хранения он приближается к химическим веществам [Комплексное применение микроэлементов, регуляторов роста растений и бактериальных удобрений Т. Ф. Персикова, Ю. В. Коготько, М. Л. Радкевич. – Горки :БГСХА, 2015 – 24].

Альбит обладает защитным действием, сдерживая развитие широкого круга возбудителей основных болезней сельскохозяйственных культур (корневых гнилей, бурой ржавчины, мучнистой росы, пятнистостей, белой и серой гнилей, бактериозов и т. д.) путём повышения естественной устойчивости (иммунитета) растений к заболеваниям. Биологическая эффективность препарата против болезней составляет, по словам производителей, в среднем 50-80 % [Комплексное применение микроэлементов, регуляторов роста растений и бактериальных удобрений Т. Ф. Персикова, Ю. В. Коготько, М. Л. Радкевич. – Горки :БГСХА, 2015 – 24].

Полифункциональное, эффективное и относительно недорогое микробиологическое удобрение Азолен на основе свободноживущих азотфиксирующих почвенных бактерий Azotobacter vinelandii ИБ 4 (титр клеток 4-8х109 КОЕ/мл), разработанное в Институте биологии Уфимского научного центра РАН (Пат. 2245918 РФ, 2005). Промышленное производство осуществляется в г. Уфа на ГУП «Опытный завод Академии наук Республики Башкортостан». Биоудобрение Азолен безопасно для человека, сельскохозяйственных животных, птиц, рыб и пчел. Оно предназначено для улучшения азотного питания растений за счет восполнения дефицита азота в грунте, повышения урожайности и качества получаемой продукции и подавления жизнедеятельности патогенов, вызывающих поражение болезнями.

Есть ряд биопрепаратов, получаемых синтезом из природного сырья. Биопрепарат Вэрва (в переводе с коми – «Природа» или «Лесная вода»), разработанный в институте химии Коми научного центра Уральского отделения РАН, – препарат растительного происхождения, получен из пихты экологически безопасным способом без применения органических растворителей. Экологически безопасен, отличается высокой эффективностью и простотой использования. Действующее вещество – природные тритерпеновые кислоты пихты.

Вэрва – это высокоэффективный природный стимулятор роста растений и фунгицид, обладающий широким спектром биологического действия, адаптогенными и антиоксидантными свойствами. Препарат укрепляет иммунную систему растений, повышает их выносливость к стрессам. Стимулирующее действие препарата в большей степени проявляется при неблагоприятных почвенно-климатических условиях (резкие перепады температур, морозы, весенние возвратные заморозки, жара и засуха или напротив, переувлажнение почвы и недостаточная сумма активных температур).

Нарцисс (ОАО Группа Компаний «Агропром-МДТ» и ЗАО «Восток 1-Центр») – препарат биогенного происхождения на основе природного полисахарида – хитозана, а также янтарной и глутаминовой кислот. Эти вещества, проникая в растительный организм, активируют ферментативный комплекс, подавляя грибную и почвенно-гнилостную инфекцию, усиливают иммунитет растений, улучшают работу корневой системы и листового аппарата [22]

Полифункциональным препаратом, оказывающим заметное влияние на иммунную систему растения, является Иммуноцитофит (Рябчинская и др, 2004), представляющий собой смесь этиловых жирных кислот и мочевины с содержанием действующего вещества – этилового эфира арахидоновой кислоты 0,16 г/кг. Его ростстимулирующая активность состоит в активизации прорастания семян, ускорении появления дружных всходов, улучшении роста и развития растений.

Препарат широкого спектра Циркон (0,1 г/л смеси гидроксикоричных кислот) разработанный, запатентованный (Патент № 2257059 от 04.02.04 г.) и зарегистрированный фирмой ННПП «НЭСТ М» с 2001 г., широко применяется при возделывании более 60 видов культурных растений, как открытого, так и закрытого грунта. Среди них зерновые, зернобобовые, технические, овощные, плодово-ягодные, цветочно-декоративные, лесотехнические и лекарственные культуры.

Циркон обладает сильным фунгицидным и антистрессовым действием, является иммуномодулятором, корнеобразователем, индуктором цветения. Изготавливается из природного сырья – эхинацеи пурпурной. Нормализует гомеостаз и обмен растений, защищает их от загрязнения тяжелыми металлами, обеспечивает устойчивость к заморозкам, засухе, недостатку освещенности (http://www.nest-m.ru/).

Жидкое органическое удобрение БИОУД-1 – продукт бактериальной термофильной (52-53⁰С) метангенерации органических отходов крупного рогатого скота и др. домашних животных и птиц, а также отходов растениеводства. Сертифицировано Госстандартом РФ и разрешено к применению Госхимкомиссией РФ. БИОУД-1 содержит все необходимые элементы питания в растворимом виде и в соотношениях, необходимых для растений, а также содержит активные биологические стимуляторы роста растений класса ауксинов, повышающих выход урожая от 20 % и выше, в зависимости от культуры и почвы [73].

Заслуживает внимания препарат для экологического земледелия «Эликсир урожая» (ТМ ТИМИРЯЗЕВЪ), микробиологическое удобрение для повышения урожайности и качества, повышения энергии прорастания и всхожести, улучшения перезимовки у озимых, устойчивости к заболеваниям, водному, температурному и гербицидному стрессам, стимуляция роста и развития, повышение иммунитета к заболеваниям.

К преимуществам такого биопрепарата относятся:

1. Многофункциональность – препарат стимулирует рост и развитие растений, усиливает естественный иммунитет, защищает от стрессов (гербицидный, температурный, засуха и т.д.).

2. Универсальность – применяется к различным видам сельскохозяйственных культур: полевые культуры, в том числе зерновые, масличные, технические; овощные культуры, в том числе открытого и закрытого грунта; плодовые, ягодные культуры и виноград.

3. Безопасность – препарат безопасен для человека, животных и пчел. Не имеет фитотоксичности в рекомендованных дозировках, а также совместим с другими препаратами.

Существует несколько эффектов применения «Эликсира Урожая».

Хозяйственные эффекты – увеличение раннего и общего урожая, ускорение созревания, повышение содержания углеводов и витаминов в плодах, повышенные выходы стандартной продукции, снижение накопления нитратов и тяжелых металлов в продукции.

Агрономические – при последовательном, многократном применении препарат повышает почвенное плодородие, содержание основных питательных элементов, доступных растениям, и органических веществ, влагоудерживающую способность почвы, снижение количества патогенных микроорганизмов.

Физиологические эффекты – стимуляция роста и развития, корнеобразования, предотвращение опадения завязей, повышение холодостойкости, повышение естественного иммунитета и снижение заболеваемости.

Характеристики препарата. Включает в свой состав комплексы почвенных микроорганизмов:

Bacillus megaterium;
Bacillus licheniformis;
Bacillus subtilis;
Bacillus mycoides;
Azotobacter chroococcum;
Pseudomonas fluorescens.

Концентрация клеток штаммов составляет: 1,4*10⁷ КОЕ/мл. Также в состав препарата входят биологически активные вещества:

пептиды;
поли – и олигосахариды;
регуляторы роста микробного происхождения;
витамины;
L-аминокислоты;

Питательные вещества и стимуляторы:

макро и микроэлементы в сбалансированном соотношении;
комплекс гуминовых солей и кислот с наибольшей полезной активностью.

Таким образом, такое разнообразие биопрепаратов, кажется, что уже не оставляет простора ученым для новых разработок, но все же с каждым годом на рынке средств для растениеводства появляются новые, с расширенным списком функций, безопасные для человека и окружающей среды, изготовленные из микроорганизмов, растений и природного материала. Исследователи во всем мире ведут поиск универсального, высокоэффективного средства, экологичного и относительно недорогого. Все чаще биопрепараты имеют жидкую консистенцию, что предполагает легкое применение, смешивание в баковых смесях, простоту внесения, транспортирования и хранения.

1.2 Объекты тестирования биопрепаратов для растениеводства

Все разрабатываемые биопрепараты проходят апробацию сначала на лабораторном уровне, затем в полевых условиях. Изучение влияния биопрепаратов на сельскохозяйственные культуры, как правило, разработчики сначала проводят на опытных полях, принадлежащих их институтам, или совместно с профильными организациями. Также внедренческие исследования проводятся рядом с фермерскими хозяйствами. Некоторые из биопрепаратов получили широкую известность, включены в официальные списки разрешенных к применению и имеются в розничной продаже. Исследования по влиянию биопрепаратов проводят на всех видах овощных и злаковых культур, а также на пастбищах и кормовых травах, но чаще всего на двух стратегически значимых культурах: зернобобовые и зерновые.

Зерновые культуры – важнейшая группа культурных растений, возделываемых в основном для получения зерна. Зерно злаковых культур имеет большое продовольственное и кормовое значение, является сырьем для мукомольной, крупяной, комбикормовой промышленности. Зерно – основная часть государственных производственных запасов и предмет экспорта. Солома – корм для скота, подстилка, удобрение, из нее делают плетеные и др. изделия [75].

Ячмень (лат. Hоrdeum) – род растений семейства злаковых (Poaceae), один из древнейших, возделываемых человеком, является четвертым по значимости злаком после пшеницы, риса и кукурузы. Ячмень – ценная продовольственная, техническая и кормовая культура. По аминокислотному составу его белок более ценен, чем белок пшеницы. Из зерна получают перловую и ячневую крупы, суррогат кофе, муку, с добавлением к пшеничной.

В качестве сырья в пивоваренной промышленности используют яровой ячмень, так как он содержит меньше белка, чем озимый, что важно для производства солода и пива высокого качества. Зерно служит хорошим концентрированным кормом для сельскохозяйственных животных.

Зернобобовые культуры. К этой группе относятся следующие культуры: горох, чечевица, вика, чина, арахис, соя, фасоль, маш, нут, бобы, вигна и люпин, принадлежащие к семейству Fabaceae. Они отличаются высоким содержанием в семенах белков, в состав которых входят важнейшие аминокислоты – лизин, триптофан, валин и др. (Шпаар Д. и др., 2000). Кроме того, семена некоторых из них содержат много жира (арахис, соя), минеральных веществ и витаминов (А, В1, В2, С, D, Е, РР и др.), что значительно повышает их пищевое значение. Зернобобовые культуры широко используются в пищевой промышленности (консервированные в зеленом виде горох и фасоль, крупа, мука, масло и др.). Из них также производится много различных материалов, которые требуются в быту (растительный казеин, лаки, эмаль, пластмассы, искусственное волокно, экстракты для борьбы с вредителями и т. д.). Большое значение эти культуры имеют в кормопроизводстве из-за высокого содержания белка в зеленой массе, зерне, полове и соломе.

Горох — культура влаголюбивая, дает хороший урожай на почвах, удобренных известью, с достаточной аэрацией. Не переносит тяжелых, суглинистых, заболоченных почв. Горох хорошо растет рядом с яровыми злаками.

Посевной горох способна уничтожить сорная трава, поэтому обработка от сорняков в обязательном порядке, должна проводиться по графику. Благоприятным предшественником для гороха послужит любая пропашная культура. Горох относится к высокоурожайным зернобобовым культурам, при правильном соблюдении агротехники даст с гектара около 45 ц зерна.

Постоянное применение минеральных удобрений приводит к нанесению серьезного ущерба экологии. Использование в этой связи биоудобрений и биопрепаратов направлено на оптимизацию биологических показателей почвы, на получение высоких урожаев сельскохозяйственных, в том числе зерновых, культур с сохранением их качественных характеристик.

Применение удобрений и регуляторов роста растений являются неотъемлемым элементом современной технологии выращивания овощных культур и в защищенном грунте. Переход на рыночную экономику и забота населения о своем здоровье, заставляют товаропроизводителей переходить на биологические агроприемы. Весьма актуальным является внедрение технологий, при которых обеспечение овощных основными элементами питания, их защиты от фитопатогенов,а также стрессовых воздействий достигается за счет использования биопрепаратов [52].

Поэтому внедрение высокоэффективных биопрепаратов, повышающих урожайность, защищающих от болезней и неблагоприятных природных факторов, экологически чистых, приобретает еще большую актуальность.

Технология применения биологических препаратов почти не отличается от применения синтетических химических удобрений и инсектицидов. Используются те же методы наземного и авиационного мелкокапельного и ультрамалообъёмного опрыскивания (УМО) или методы аэрозольных технологий оптимальной дисперсности. Следует иметь ввиду, что ультрафиолетовые лучи солнца инактивируют споры бактерий и грибов, поэтому опрыскивание проводят в конце дня или рано утром. Также при применении биопрепаратов необходимо учитывать погодные условия [51].

1.3 Корневые гнили – вредоносные заболевания гороха и ярового ячменя

Корневые гнили являются наиболее распространенным и вредоносным заболеванием зерновых и зернобобовых культур. Явный и скрытый ущерб от них очень часто превышает вред, наносимый колосовым хлебным злакам всем остальным патогенным комплексом, паразитирующим на этих культурах [19].

Основные виды корневых гнилей. В зависимости от типа возбудителя различают следующие виды корневых гнилей. Фузариозная корневая гниль Fusarium spp. (рисунок 1, 2).

Болезнь вызывается грибами F. culmorum, F.avenaceum, F.oxysporum и др. Поражает взрослые растения и всходы, проявляется в виде побурения проростков, колеоптиль, первичных и вторичных корней, узла кущения. Заболевание можно распознать по трухлявости корней, побелению стебля и пустоколосости. Также в условиях повышенной влажности может появиться желтоватый или розовый налет спороношения патогенов на пораженных участках.

Рисунок 1 — Фузариозная корневая гниль гороха

Рисунок 2 — Фузариозная корневая гниль ячменя

Гельминтоспориозная (обыкновенная) корневая гниль – Bipolaris sorokiniana) (рисунок 3). Вызывается грибами Bipolaris sorokiniana и сначала заражает проростки, приводя к их гибели. На фазе всходов болезнь проявляется в виде темных некрозов, образующихся у основания проростка и на колеоптиле. На фазе выхода в трубку начинают буреть подземное междоузлие, влагалища прикорневых листьев, основания стеблей, корни могут загнивать и отмирать. По мере распространения болезни продуктивные стебли начинают отмирать, наблюдается пустоголовость, щуплость зерна.

Рисунок 3 — Гельминтоспориозная (обыкновенная) корневая гниль

Офиоболезная корневая гниль (рисунок 4) вызывается Opkiobolus graminis и приводит к отмиранию продуктивных стеблей на протяжении всего периода вегетации. Болезнь можно распознать по почернению корней, влагалищ прикорневых листьев и их постепенному отмиранию. Растение отстает в развитии, его легко можно вырвать из почвы. Также наблюдается пустоколосость и белостебельность.

Рисунок 4 — Офиоболезная корневая гниль

Рисунок 5 — Церкоспореллезная прикорневая гниль

Церкоспореллезная прикорневая гниль — Pseudocercosporella herpotrichoides. Ее возбудителем является P. herpotrichoides. Болезнь сопровождается образованием светлых пятен в виде глазка с темным окаймлением на надземных частях растения. В связи с этим стебель теряет прочность и начинает обламываться. Наблюдается полегание посевов и пустоколосость.

Причины появления корневых гнилей. Как уже было сказано, источниками болезней всех видов корневых гнилей является почва, семена и пожнивные остатки. На развитие инфекции влияют такие факторы, как неблагоприятные условия среды (резкие перепады температур, недостаточный или избыточный уровень влажности), несоблюдение севооборотов, нарушение агротехники. Комплекс патогенов может различаться в зависимости от климатической зоны возделывания, сорта растений, агротехники и степени насыщенности зерновыми культурами. Болезнь может проявляться как на ранней стадии вегетации, что приносит существенный вред урожаю, так и к концу уборки.

Общие рекомендации по защите от корневых гнилей. Борьба с корневыми гнилями должна вестись в комплексе с уничтожением прочих вредных объектов, либо целенаправленно в зависимости от вида болезни. Дважды в сезон необходимо проводить обследование посевов для определения степени вредоносности корневых гнилей. Рекомендуется использовать относительно устойчивые к болезни сорта зерновых, соблюдать севооборот и сроки посева, вносить органические и фосфорно-калийные удобрения. Также в зависимости от вида возбудителя может потребоваться протравливание семян и обработка фунгицидами.

Современная концепция защиты сельскохозяйственных культур от поражения возбудителями корневых гнилей выдвигает на первый план вопросы совершенствования экологических принципов и разработку на их основе экологически безопасных фитосанитарных технологий возделывания (Косолапова А.И. и др., 2010; Борисенко В., 2011). Необходимо, чтобы разработанные технологии были хорошо адаптированы к местным условиям региона, отражали научно-обоснованный уровень антропогенного воздействия на структуру популяции возбудителя, заболевание и функционирование сообществ организмов.

По мнению С.С. Санина экологическая направленность передовых технологий предусматривает применение мероприятий, не только не наносящих вред человеку и окружающей среде, но и исполняющих роль природоохранного фактора (повышение плодородия почвы, улучшение среды обитания полезной энтомофауны, снижение содержания микотоксинов в сельскохозяйственной продукции).

Перспективное научное направление в современной теории защиты растений, получившее широкое развитие в связи с необходимостью реализации концепции интегрированной системы защиты растений, представляет разработку адаптивных экологически безопасных технологий выращивания сельскохозяйственных культур.

При разработке концептуальной основы наших исследований мы исходили из того, что на территории Орловской области в центральной Нечерноземной зоны, главная роль в патогенном комплексе корневых гнилей принадлежит представителям рода Fusarium spp., относящихся к группе несовершенных грибов. Отмечено 6 видов (F.oxysporum, F. heterosporum, F. sporotrichioides, F. verticillioides, F. redolens, F. tricinctum), среди которых доминирующими является первый вид.

1.4 Перспективы применения биопрепаратов в сельскохозяйственной практике

В условиях глобализации экономики человечество все больше стало задумываться о своем будущем. Наша свобода движения, стремление к лучшей жизни ограничиваются в результате увеличения численности населения, индустриализации, нарушений окружающей природной среды. Наступает кризис в снабжении, сырьем, продуктами питания, энергией и водой.

Одной из важных и острых глобальных проблем человечества является продовольственная проблема, поскольку она непосредственно относится к самому физическому существованию сотен миллионов людей. В последнее время ее проявления носят довольно сложный характер, так как несут в себе отпечаток противоречий современной технологической цивилизации.

Одним из важных путей решения продовольственной проблемы является экологизация сельского хозяйства с применением биологических средств защиты растений от вредителей, сорняков, болезней, а также применение биопрепаратов для увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур.

Однако в настоящее время использование и применение биологического метода в нашей стране не максимизировано. Основными проблемами урожайности и качества сельскохозяйственных культур являются: низкий потенциал почвы, высокие цены и низкий коэффициент полезного действия минеральных удобрений, негативное влияние пестицидных препаратов на растения и почвенные биоты.

Химические средства защиты растений в общей системе мер борьбы с болезнями занимают большое место по объему применения и имеют много преимуществ. Однако, наряду с достоинствами следует отметить и их недостатки, прежде всего токсичность для теплокровных и человека.

Применение химических протравителей, популярное до недавнего времени, в настоящий момент требует пересмотра по нескольким причинам:

отрицательное влияние на здоровье человека;
аккумуляция остатков химических препаратов в почве, воде, продуктах питания;
химические препараты способствуют появлению устойчивых рас возбудителей болезней;
химические препараты нарушают биологическое равновесие между ризосферой живых организмов.

Однако полностью отказаться от применения химии в сельском хозяйстве невозможно. Альтернативным вариантом является использование химических методов наряду с биологическим методом.

По сравнению с химическими средствами защиты растений – пестицидами, биопрепараты безопасны или малотоксичны для человека и окружающей среды, не нарушают природных связей в биоценозе, обладают избирательным действием и не способствуют возникновению устойчивости у насекомых.

Идея использования патогенов в борьбе с насекомыми-вредителями принадлежит И. И. Мечникову (1879) (споры плесневого гриба против хлебного жука). Однако первый промышленный препарат на основе тюрингской бациллы был получен во Франции. Сегодня на основе этой бациллы производится не менее 20 препаратов.

В 1965 году в Японии был открыт препарат касугамицин (касумин). Его ежегодное производство составляет в Японии около 20 тысяч тонн. Он применяется для защиты риса от пирикуляриоза, а также перца, фасоли, огурца, картофеля, табака и риса от бактериозов (Pseudomonas sp., Erwinia carotovora), огурцов, томатов, петрушки, баклажанов, сахарной свеклы, риса, яблонь и груш от 8 видов фитопатогенных грибов, включая мучнистую росу. Для большинства культур препарат в рекомендуемых дозах нефитотоксичен, для пчел и ряда других насекомых-опылителей вредного действия не оказывает. Большим преимуществом касугамицина является исключительно короткое время ожидания: его разрешено применять даже за двое суток до уборки.

В настоящее время биопрепараты разрабатывают и используют ведущие страны мира.

В России Всероссийским научно-исследовательским институтом сельскохозяйственной микробиологии Россельхозакадемии разработан ряд биопрепаратов на основе активных штаммов ризосферных микроорганизмов. Например, препарат экстрасол, созданный на основе Pseudomonas (различные штаммы), используется для предпосевной обработки семян и клубней, используется для пролива почвы до и после высадки рассады, а также для внекорневой подкормки растений. Он хорошо зарекомендовал себя при выращивании картофеля в различных почвенно-климатических зонах. Препарат способствует большему поступлению элементов минерального питания в растения, синтезирует ростовые и другие биологически активные вещества и образует соединения, снижающие активность фитопатогенных микроорганизмов.

В Республике Казахстан широкое применение получили разработанные ТОО НПО «Ана Жер» наноматериалы-микробиоудобрения серии МЭРС. ТОО НПО «Ана-Жер» и ТОО «Хазрат-Али-Акбар» с участием ведущих ученых республики разработано и сформулировано новое научное направление по обеспечению продуктами питания населения нашей планеты без многомиллиардных затрат, а с использованием совершенно новой энергии – неисчерпаемой бесплатной энергии почвенных микроорганизмов. При применении биоудобрений в растениеводстве Казахстана достигается: повышение урожайности сельскохозяйственных культур в северных регионах на 25-70 %, южных – 40-100 % и более, люцерны и однолетних трав на поливе – 200-400 %; получение высоких и качественных урожаев продукции растениеводства при снижении нормы поливной воды в 1,5-2 раза.

Микробиологические препараты (МБП) представляют собой живые клетки отселектированных по полезным свойствам микроорганизмов, которые находятся или в культуральной жидкости, или адсорбированы на нейтральном носителе. Такой препарат позволяет создать огромную концентрацию полезных форм микроорганизмов (в 1 миллилитре или грамме препарата содержится до 1‑5 млрд клеток бактерий) в нужном месте и в нужное время. За счет этого внесенные формы могут успешно конкурировать с аборигенной микрофлорой и захватывать экологические ниши, предоставляемые им растением.

Источником получения исходных штаммов микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности служит, как правило, природная среда: активное начало биопрепаратов выделяют из почвы, с поверхности растений, из больных и погибших насекомых. Природные штаммы селектируют для отбора наиболее активные.

При применении биопрепаратов следует обращать внимание на природу действующего начала. Действие препарата, в состав которого входит микробный метаболит (токсин, антибиотик), меньше зависит от экологических факторов внешней среды, чем препарата на основе спор или клеток микроорганизмов. Эффективность грибных препаратов в большей степени зависит от влажности, чем бактериальных и вирусных.

Ведущими функциональными видами МБП для земледелия являются микробиологические удобрения, фунгициды, стимуляторы роста, ризобиальные инокулянты для бобовых культур (биоинсектициды и родентициды в данной статье не рассматриваются). Собственно, под МБП мы понимаем препараты, содержащие живые клетки отселектированных по полезным свойствам микроорганизмов, а также продукты их метаболизма, которые находятся или в культуральной жидкости, или адсорбированы на нейтральном носителе.

Рассмотрим главные преимущества применения биопрепаратов.

1. Влияние биопрепаратов на всхожесть семян и биомассу растений. Исследования физиологии роста и развития растений показано, что воздействие на семена бактерий препаратами вызывает последействие на продуктивность растений. Поэтому инокуляция семян зерновых культур ризосферными диазотрофами способна повышать поступление в корневую систему элементов питания и стимулировать прорастание семян вследствие продуцирования физиологически активных веществ типа витаминов, ауксинов, гиббереллинов, и ингибирования развития патогенной микрофлоры, увеличивать биомассу корней.

2. Установлена роль биопрепаратов в улучшении минерального питания растений. Биопрепараты, изготовленные на основе ризосферных микроорганизмов способны улучшать минеральное питание растений как за счет вовлечения в агроценоз азота атмосферы, так и в результате усиления поглощения корнями из почвы основных элементов питания.

3. Биопрепараты подавляют развитие фитопатогенных микроорганизмов, обеспечивая снижение поражаемости растений болезнями. В подавлении фитопатогенных микроорганизмов используют грибные, бактериальные и биопрепараты на основе антибиотиков.

4. Биопрепараты способны усиливать устойчивость растений к неблагоприятным условиям (засуха, заморозки);

5. Повышают коэффициенты использования минеральных удобрений и поступление питательных веществ из почвы;

6. Регулируют накопление в растениях тяжёлых металлов, радионуклидов, нитратов и других вредных соединений.

Все вышеперечисленное делает биопрепараты не заменимыми в сельском хозяйстве.

Разработка биопрепаратов – это новый этап развития сельского хозяйства. Применение их для увеличения продуктивности повышает урожайность сельскохозяйственных культур и тем самым становится реальным победа продовольственной проблемы.

Применение препаратов тем более актуально, что многие годы интенсификации не прошли даром и во многих почвах отмечена тенденция исчезновения полезных групп микроорганизмов и в то же время повышение численности и разнообразия вредных видов, что вызывает резкое и часто необратимое падение почвенного плодородия. Поэтому использование биопрепаратов ведет к снижению химической нагрузки на агроценоз сельхозугодия. Достигается это счет частичного замещения агрохимикатов и возможности сокращения доз минеральных удобрений.

В большинстве стран мира задача обеспечения национальной безопасности является приоритетом государственной политики. В связи с этим, внедрение и широкое применение биотехнологий в агропромышленном секторе национальной экономики является одним из значимых факторов достижения поставленных целей и задач. В условиях современной России инновационный бизнес вообще, а инновационный бизнес в агропромышленном комплексе, в особенности, является чрезвычайно рискованным. Тем не менее, частные инвестиции в агробизнес на уровне регионов все больше и больше становятся ключом к достижению государственных целей развития экономики и роста капитала по всей территории России.

Реализация инновационных проектов и программ предполагает концентрацию финансовых, технических и интеллектуальных ресурсов для интеграции научных разработок в реальное аграрное производство. На сегодняшний день, одним из таких примеров является проект «Биопрепараты в экотехнологиях АПК РФ 2003-2010г.г.», компании «BISOLBI-INVEST», которая начинает инвестировать средства в производство сельхозпродукции, выращиваемой по современным агробиотехнологиям, с применением микробиологических препаратов, тем самым, ориентируя сельхозпроизводителей на выращивание экологически чистых продуктов.

Принципиальные схемы внедрения экологически ориентированных систем сельского хозяйства России.

Существует несколько принципиальных схем внедрения экологически ориентированных систем сельского хозяйства:

1. Внедрение экологически ориентированных систем сельского хозяйства на вновь осваиваемых целинных и залежных земельных участках.

2. Внедрение современных биотехнологий в хозяйствах, занимающихся традиционным, по сути биоорганическим, но низкопродуктивным сельскохозяйственным производством (приусадебные хозяйства, хутора и др.).

3. Полный отказ от применения химических удобрений и пестицидов в существующих хозяйствах, замена их на биологические средства защиты растений, широкое внедрение органических удобрений, природных мелиорантов, энерго- и ресурсосберегающих технологий:

а) сразу на всей площади сельскохозяйственного предприятия;

б) поэтапно – сперва на определенной фиксированной части (отделении, севообороте, земельном массиве) с последующим внедрением экологически ориентированных систем сельского хозяйства во всем хозяйстве, с использованием полученного опыта;

в) по определенному направлению хозяйствования (например, кормопроизводству и животноводству, овощеводству и др.).

4. Постепенное замещение химических препаратов биопрепаратами, агротехническими, приемами, биотехнологиями по различным направлениям деятельности на всей или большей части площади хозяйства.

Очевидно, что схемы 1, 2 и 3а могут быть применены на сравнительно небольших площадях, при организации специализированных хозяйств, направленных на производство экологически чистого продовольствия, либо в пределах природоохранных зон (заповедники, национальные парки, водные объекты). Подобные программы внедрения экологически ориентированных систем сельского хозяйства для успешной реализации требуют внешнего стартового финансирования.

Практическое внедрение биотехнологий в сельском хозяйстве проходит в несколько этапов:

1. Разработка, апробирование на опытных модулях (установках, полях, агрегатах и пр.), сертификация.

2. Производственные демонстрационные испытания в опорных, базовых хозяйствах региона, доработка технологий применительно к конкретным условиям. Экономическое обоснование внедрения технологий.

3. Маркетинг новых агротехнологий. Пропаганда преимуществ технологии среди управленческого звена сельского хозяйства: распространение методических материалов, проведение лекций, семинаров, работа со средствами массовой информации.

4. Масштабное внедрение технологий в сельскохозяйственное производство. Подготовка специалистов. Консультационная служба. Создание производственных мощностей (в том числе региональных) по выпуску необходимых препаратов, техники, оборудования.

5. Разработка региональных и федеральной программ внедрения экологически ориентированных систем сельского хозяйства. Взаимодействие с административными органами, РАСХН, РАН, заинтересованными организациями. Поиск ресурсов дополнительного финансирования программ.

6. Совершенствование технологий, поиск новых технологических решений, повышение эффективности экологически ориентированного сельского хозяйства.

Естественно, на практике все происходит гораздо менее последовательно, зависит от конкретных людей, экономической и экологической ситуации в данном хозяйстве, районе, подготовленности общественного мнения и мнения специалистов о внедрении экологически ориентированных систем сельского хозяйства и т.д. Данное положение может быть проиллюстрировано на примере внедрения микробиологических препаратов для повышения эффективности растениеводства.

В 60-80-е годы отечественная сельскохозяйственная микробиология находилась на подъеме. По всей стране создавались производства микробиологических препаратов, которые, как правило, распространялись по разнарядке. В 90-е годы, вместе с всеобщим спадом сельскохозяйственного производства, спрос на микробиологические препараты упал практически до нулевой отметки. Только к середине 90-х выяснилось, что полноценных производственных испытаний биопрепаратов с расчетом экономической эффективности в условиях рынка практически не проводилось. Большинство препаратов выпускалось на торфяной основе, то есть форме, неудобной для применения. Оказалось, что многие высокоэффективные препараты не прошли необходимые сертификационные процедуры и потому не включены в «Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ», не отработаны технологические схемы применения препаратов в производственных условиях различных регионов, неизвестна реальная стоимость производства препаратов и т.д. Аргументация о необходимости экологизации сельского хозяйства посредством замещения лишь одного из звеньев полностью химизированного производства, да еще в условиях нехватки техники, посадочного материала, оказалась явно слабой.

В настоящее время развитые страны Европы вводят ограничения на применение химических препаратов, минеральных удобрений и антибиотиков, пересматривают соответствующее гигиенические нормы и правила, а также вносят изменения в существующую практику ведения сельского хозяйства.

Ученые и производители сельхозпродукции многих стран все больший интерес проявляют к новейшим разработкам современной микробиологии. Используя современные агробиотехнологии можно:

в кратчайшие сроки (три-четыре сезона) восстановить плодородие почв, нарушенное длительной химизацией;
повысить урожайность основных с/х культур и обеспечить сохранность собранного урожая при его длительном хранении;
улучшить усвоение кормов животными и птицей, стимулировать привесы и увеличить продуктивность;
полностью отказаться или значительно сократить применение различного рода химических препаратов во всех отраслях сельского хозяйства.

Реально оценивая тенденции изменения АПК России, Всероссийский НИИ сельскохозяйственной микробиологии (один из немногих институтов РАСХН, сохранивший в 90-е годы научно-технический, кадровый и производственный потенциал) разработал для различных групп хозяйств – производителей сельскохозяйственной продукции – серию экологически ориентированных высокопродуктивных технологий с применением микробиологических препаратов нового поколения для растениеводства, животноводства и кормопроизводства в рамках проекта «МИР БИСОЛБИ». Внедрением данных технологий в различных секторах АПК на региональном уровне занимается инновационная компания «Бисолби-Интер», образованная при ВНИИСХМ и являющаяся членом Международной федерации движений за органическое земледелие (IFOAM).

Производственные опыты, проведенные во многих регионах РФ и странах СНГ, показали, что внедрение экологически ориентированных систем сельского хозяйства с применением микробиологических препаратов обеспечивает:

снижение (на 25-60%) доз минеральных, в первую очередь азотных, фосфорных и микроудобрений;
увеличение урожая основных культур и повышение качества с/х продукции;
возможность отказа от использования ряда дорогостоящих пестицидов;
возможность переориентации ряда хозяйств на более рентабельное производство новых видов продукции, в том числе экологически чистой;
полноценное использование всех видов органических отходов хозяйства (животноводство, растениеводство, жизнедеятельность);
повышение плодородия почв, оздоровление почвенной микробиоты (снятие почвоутомления или аллелопатии);
улучшение роста, продуктивности, сохранности, качественных показателей конечной продукции, конверсии корма у всех видов сельскохозяйственных животных, а именно: бройлеров, яичных кур, свиней, крупного рогатого скота, форели и карпа;
увеличение рентабельности сельскохозяйственных предприятий на 30-50%

Микробиологические препараты пережили свое второе рождение – рыночное, пройдя описанные выше этапы внедрения в производство. Однако и в настоящее время далеко не все внедряемые препараты включены в список, разрешенных к применению, выпускаются в удобной для потребителя форме, имеют длительные сроки хранения, совместимы с существующими агротехнологиями.

Производственные испытания подтверждают высокую экономическую эффективность применения препаратов. Рынок микробиологических препаратов постепенно расширяется, чему способствует стабилизация экономики и сельхозпроизводства, усиление экологического сознания населения, производителей, властей. Увеличивается количество потенциальных потребителей экологически чистого продовольствия. Сегодня это уже не только детские и медицинские учреждения, иностранные туристы и обеспеченные слои населения, но и значительная часть населения, желающая вести здоровый образ жизни, либо компенсировать качественным питанием неблагоприятную экологическую обстановку.

Итак, биопрепараты это новое весомое «экологически» направленное слово в решении глобальных проблем. Их разработка и применение решает не только проблематичные вопросы в сельском хозяйстве, но и такие вопросы как: продовольственная проблема, проблема утраты плодородия, деградации земель. Поэтому, я вижу хорошие перспективы использования биопрепаратов в растениеводстве, которые, безусловно, будут расширяться вместе с ростом уровня сельскохозяйственного производства.

1.5 Перспективные биологически активные вещества растительного происхождения для включения в состав препаратов-биостимуляторов

По данным производителей все описанные в предыдущих разделах «Обзора литературы» биопрепараты высокоэффективны и способны повышать плодородие почвы и урожайность.

Вопрос применения растений для создания новых экологически безопасных средств защиты и увеличения продуктивности сельскохозяйственных растений изучен, однако, недостаточно. Наиболее известными отечественными регуляторами роста, синтезированными из продуктов переработки хвойных пород, являются Новосил, Растим и др. Институт цитологии и генетики СО РАН). Их применение на различных сельскохозяйственных культурах (зерновые, овощные, технические) способствует не только снижению развития вредных организмов, но и увеличению биометрических показателей роста и развития растений, и в итоге – достоверному повышению продуктивности сельскохозяйственных культур.

В Кубанском государственном университете на основе фурфурола из подсолнечника синтезирован препарат Фуролан. При предпосевной обработке им семян риса всхожесть культуры увеличилась на 8%, высота растений – на 7,7%, площадь листа – на 20%, озерненность колосков – на 20%, продуктивность – на 28%.

В ВНИИ биологической защиты растений (г. Краснодар) ведутся разработки нового регулятора роста растений на основе эфирного мала кориандра – Биостата. Препарат обладает широким спектром действия: инсектицидным, фунгицидным и антисептическим. На винограде он снижал развитие милдью на 46%, серой и белой гнили – на 90%.

В ВИЗР Т.Д. Черменской было проанализировано более 147 растений на способность в той или иной степени снижать развитие вредных организмов в теплицах. Выявлено 125 видов растений-продуцентов биологически активных веществ.

В Китае была исследована способность олигосахарида, выделенного из корней лопуха индуцировать системную приобретенную устойчивость у всходов огурца к фитопатогенам. Предварительная обработка этим веществом семян растений на 56% снижала степень развития некрозов, вызываемых патогеном, увеличивала содержание лигнина и активность ферментов, связанных с защитной реакцией растений.

Аналогичное действие оказывают 7-10-дневные водные настои крапивы жгучей и хвоща полевого. Эти растения, помимо витаминов и других биологически активных веществ, содержат много кремния и кальция, которые оказывают определенное отрицательное действие на вредные объекты.

Интересным является использование в качестве физиологически активных веществ растительных масел. За рубежом известны некоторые фунгицидные препараты (Тимор и Тиморекс), действующим веществом которых является масло, полученного из австралийского растения Melaleuca. В опытах они подавляли прорастание спор и мицелиальный рост грибов, вызывающих мучнистую и ложную мучнистую росу.

В косточках и виноградных ягодах обнаружен природный фитоалексин ресвератрол, который относится к группе полифенолов. Из данной группы химических соединений известно много веществ элиситорного механизма действия на растение. Это вещество является одним из самых мощных среди всех известных антиоксидантов и защищает клетки живых организмов от действия свободных радикалов, а именно антиоксидантный эффект в первую очередь определяет антистрессовое действие вещества.

Другим перспективным БАВ для включения в состав препарата-биостимулятора является абсцизовая кислота (АБК) – гормон роста растений. Известно, что АБК в значительном количестве накапливается в плодоэлементах сахарной свеклы, а именно, в перикардии или околоплоднике. Считается, что АБК в качестве гормона роста в большинстве случаев тормозит рост растений: ингибирует прорастание семян и рост почек, содействует опаданию листьев, которое связано с их старением. Однако зарубежными исследователями у растений описаны сигнальные пути, связанные с абсцизовой кислотой при ответе на абиотический стресс и поражение патогенами. АБК особенно важен для поддержания водного баланса в условиях засухи. В ответ на повышение концентрации АБК в клетке синтезируются полиамины, включающиеся в сигнальные сети растений.

ЦКП «Орловский региональный центр сельскохозяйственной биотехнологии» ФГБОУ ВО Орловский ГАУ также давно работает в этом направлении. Особое место в ряду достижений научного Центра занимают биотехнологические разработки, применение которых позволяет единовременно решать ряд задач, направленных как на сохранение, воспроизводство и улучшение почв, так и на получение высоких урожаев и экологически чистой продукции растениеводства.

ЦКП является разработчиком и патентообладателем нескольких биотехнологий, в том числе средства для предпосевной обработки гороха [89], включающий в свой состав в том числе природные компоненты: салициловую кислоту, биофлавоноиды гречихи, источник магния. В небольших дозах средство повышает всхожесть, урожайность и устойчивость гороха к болезням.

Биофлавоноиды гречихи являются регуляторами транспорта ауксинов – растительных гормонов и контролируют развитие растений. Также биологическим действием биофлавоноидов являются антибактериальные и антигрибковые свойства против различных инфекционных заболеваний растения. Биофлавоноиды предохраняют растений от стрессовых воздействий окружающей среды.

Преимущество данного средства обусловлено способностью индуцировать болезнеустойчивость растений гороха за счет компонентов сигнальной системы устойчивости, тем самым повышение продуктивности.

1.6 Экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum

Одним из широко используемых в растениеводстве и животноводстве грибов является оппортунистический гриб Trichoderma. Грибы рода Trichoderma, выделенные из почвы, впервые были описаны в 1794 году как микроорганизмы, активно разлагающие органическое вещество. В настоящее время они имеет важное хозяйственное значение в связи с широким использованием многих видов для получения ферментов, биологически активных веществ и препаратов для защиты растений. Есть учения, что данный грибок также обладает активностью против возбудителя сибирской язвы [122, 123, 127].

К роду Trichoderma относятся следующие виды грибов: T. Lignorum, T. Harzianum, T. Viride, T. Koningii, T. Reesei, T. Pilulifermum, T. Polysporum, T. Hamatum, T. Aureoviride, T. Longibrachiatum, T. Pseudokoningii [120; 123].

Микромицет обладает очень быстрой скоростью роста, неприхотлив и легко культивируется как в лабораторных условиях, так и на производстве. Имея высокий антагонистический потенциал (т.е. он подавляет действия другого вещества проявляя противоположные ему эффекты), он широко используется для создания и разработки антибиотических (фунгицидных биопрепаратов) препаратов по всему миру. Он способен подавлять около 70 видов фитопатогенов на овощных и сельскохозяйственных культурах. Микроорганизм безвреден для человека и теплокровных животных, полезной энтофауны и пчел, не вызывает ожогов у растений, повышает их иммунитет и ускоряет их рост. Также этот гриб используют для уничтожения насекомых-вредителей и для биодеструкции стерни и соломы [120, 128, 137].

Грибы рода Trichoderma довольно неприхотливы в росте, оптимальная кислотность почвы для этих грибов от 4 до 6. На сусловом агаре они появляются в виде мицелия, который быстро разрастается (Рис.6).

Рисунок 6 – Внешний вид микромицета на чашке Петри: а) 6-е сутки после посева; б) 20-е сутки после посева

На рост гриба Trichoderma имеет влияние температурный режим. На рисунке ниже представлен характер роста гриба при различной температуре (Рис.7). Вообще, считается, что температурные границы для Trichoderma весьма широки. Нижний предел, который нужен для начала роста по сравнению с другими почвенными грибками более снижен и достаточно изменчив.

Рисунок 7. Внешний вид колонии микромицета, выращенного при различных температурных режимах

Таким образом, можно сделать вывод о том, что наиболее оптимальная и благоприятная температура для роста гриба Trichoderma является температура 23-25 ⁰С. Температура выше 28 ⁰С замедляет рост Trichoderma и не приводит к образованию воздушного мицелия.

Мицелий у данных грибов светлый или бесцветный, колонии образует белого, желтого, чаще зеленого цвета. Споры одноклеточные, шаровидные или эллипсоидные, светлые или бесцветные, часто скученные в небольшие головки (Рис. 8).

Рисунок 8 — Мицелий гриба рода Trichoderma под микроскопом

Грибы рода Trichoderma чаще всего встречаются в почвах тайги, лесных и лесолуговых зонах, тоесть в почвах богатых органическими остатками. Также, достаточно обильно они заселяют культурные почвы. В зоне подзолистых почв этих грибов больше, чем в других почвах. Особенно часто их обнаруживают в кислых почвах с низким значением рН (обычно 3,6-5,3) [128].

На развитие и рост грибов рода Trichoderma оказывают влияние многие факторы среды, такие как: температура, влажность, рН среды. Реакция среды оказывает значительное влияние на рост грибов. В связи с развитием биотехнологии возрастает интерес к данным грибам, связанный с практическим применением для получения биологически активных веществ, средств защиты растений и как активного деструктора растительных полисахаридов. Разработка на их основе экологически чистых технологий является важным направлением в экологической биотехнологии [130].

Среди метаболитов Trichoderma выявлены следующие соединения: ауксины, цитокины и этилен [124; 147]; цитокинин- подобные молекулы, например, зеатин и гибберилин гибберилин [116]; органические кислоты (глюконовая, фумаровая, лимонная) [124; 121]; аминокислоты [67]; витамины: тиамин, биотин и другие; антибиотики [64], среди которых виридин, глиовирин; ряд пептаиболов, а также стероиды, сесквитерпены и многие другие [86]. Из тканей гриба можно получить трихотецин – антибиотик и «Триходермин» — средство защиты растений от грибных болезней. Все эти соединения обладают высокой биологической активностью.

Микромицет рода Trichoderma активно производит фермент целлюлазу и, в связи с этим, способен к разрушению клеточных стенок растений и трудно расщепляемых растительных полисахаридов: целлюлозы, гемицеллюлозы, пектина до мономерных форм [7, 117, 125].

Грибы рода Trichoderma приводят к увеличению роста и массы корней, что, в свою очередь, повышает урожайность. Также, эти полезные грибы повышают потребление питательных веществ растениями, способствуют усвоению азота, а также происходит произвольное проникновение элементов из почвы в мицеллы [119]. Например, использование данных грибов как стимуляторов роста гороха является перспективным, так как Trichoderma усиливает рост корней, увеличивает их массу, повышает иммунитет растений, не проявляет фитотоксичности (увеличивает пероксидазную активность) [129, 130].

На основе грибов рода Trichoderma перспективна разработка ростостимуляторов. Так как эти грибы способны изменять вблизи корней растений состав микроорганизмов за счет выделения экссудата, это способствуют долгосрочной защите, даже если их применение было однократно, например в начале сезона. Грибы рода Trichoderma даже после однократной обработки остаются на корнях, они как бы внедряются внутрь корней и их клетки размножаются и делятся вместе с растущими корнями растений и остаются жизнеспособными во время всей вегетации культуры. Таким образом, можно сделать вывод, что биологические средства защиты более эффективны, чем химические, в защите корней и ускорении роста растений. Биологические средства защиты на основе грибов Trichoderma способны подавлять возбудителей не только семенной, корневой и почвенной инфекции, но и развитие болезней плодов и листьев при нанесении препарата на поверхность этих структур. Также у данных грибов есть еще один важный механизм, благодаря которому у растений появляется устойчивость к стрессам, за счет улучшения корневой системы и повышения жизнеспособности растений. Как раз-таки устойчивость к высушиванию и повышенная усвояемость азота являются примерами этого механизма. Благодаря улучшению состояния корневой системы с помощью Trichoderma, появляется устойчивость к патогенам, которые непосредственно не контролируются. Способность паразитирующих микроорганизмов поражать растения зависит от продукции ими пектинолитических, хитинолитических и целлюлолитических ферментов, сериновых протеаз, которые разрушают клеточные стенки растительных клеток. И вот как раз механизмом защиты, который воплощают грибы рода Trichoderma, является разрушение продуцируемых ферментов фитопатогенами, и это, в свою очередь, приводит к понижению их контагиозности и патогенности [131; 133].

За последние время наши почвы потеряли запас гумуса, это связано с нецелесообразной обработкой и использованием растительных остатков. Стерни и солому просто сжигают, а вместе с ними и погибают полезные микроорганизмы, а также снижается плодородие почвы. Для избегания этих пагубных последствий применяют препарат на основе гриба рода Trichoderma, который приводит к деструкции стерни и соломы. В результате это формируется биогумус, почва становится более плодородной, улучшается ее водный и воздушный баланс, кислотно-щелочное состояние.

В наши дни существует довольно много научных исследований и разработок в отношении применения грибов рода Trichoderma как агентов биоконтроля фитопатогенов и фитофагов, что является благоприятным для роста и развития растений. Это объясняется тем, что грибы рода Trichoderma обладают высокой скоростью роста, склонны к выживанию в неблагоприятных условиях, также повышают и стимулируют рост растений и вызывают у них выработку защитных механизмов. На основании этого представлены несколько теорий, которые объясняют положительное воздействие этих микроорганизмов на растение-хозяин. Они производят довольно много метаболитов, это и объясняет их полезную биологическую деятельность. Благодаря этим метаболитам происходит подавление роста, развития и деятельности патогенных микроорганизмов, а также повышается устойчивость к другим патогенам, благодаря запуску системы обороны в растении-хозяина. Более того, эти метаболиты также способны к усилению роста растений. В дополнение этого, у грибов рода Trichoderma, имеются вторичные метаболиты, которые оказывают влияние на метаболизм растений и играют важнейшую роль в сложных взаимодействиях этого агента биоконтроля с растениями и микроорганизмами [131; 133].

В настоящее время происходит смена направлений в сельском хозяйстве по использованию синтетических, химических удобрений и пестицидов, на применение микроорганизмов, которые выполняют аналогичную функцию. Trichoderma и является одним из этих микроорганизмов. Этот вид грибов является наиболее признанным, экономически выгодным и способствующем росту грибков, а также является агентом биологического контроля. Также, экономически выгодным является использование вторичных метаболитов, выделяемых Trichoderma, в смежных отраслях. Таким образом, можно сказать, что признание Trichoderma в научном сообществе обосновано полным пониманием механизма его действия против большого набора грибковых, бактериальных и в некоторых случаях вирусных инфекций. Применение конкретных целевых вторичных метаболитов имеет потенциальные возможности использования Trichoderma как фитопатогенов в качестве замены имеющихся в продаже [131, 133].

Первым делом, при анализе биологических свойств гриба смотрят на процесс торможения (ингибирующую активность) в отношении фитопатогенных грибов. Именно поэтому грибы рода Trichoderma применяются во всем мире для создания биологических средств защиты растений, исходя из высокого антагонистического потенциала, скорости роста и возможности культивирования в производственных условиях [131, 133].

Естественная упорядоченность численности фитопатогенных микроорганизмов с помощью Trichoderma может происходить косвенно: а) первым является естественное соперничество за питательные вещества и пространство для роста; б) за счет возможности синтеза и сопротивления метаболитам агентов биоконтроля сдерживать прорастание спор фитопатогена (фунгистазис); в) третьим является способность Trichoderma уничтожать клетки фитопатогена (антибиоз); г) четвертым является возможность преобразовывать узкий слой почвы, который находится вблизи к корням растений (ризосферу) путем закисления почвы, в результате чего патогенные микроорганизмы не способны к росту.

Не так давно появились учения, о том, что при взаимодействии Тrichoderma с фитопатогенами идут отрицательные реакции. На данном этапе изучения известно, что действуют эти полезные грибы путем различных клеточных процессов, а не только ферментативного гидролиза, как предполагалось ранее. Благодаря проведенным исследованиям подтверждается, что один комплекс ферментов – хитиназ – играет одну из главных ролей в отрицательных взаимодействиях Trichoderma с фитопатогенами [145]. Хитиназы – это ферменты которые гидролизируют хитин, то есть хитин взаимодействует с водой и в результате такого взаимодействия происходит разложение хитина и воды с образованием новых веществ.

Как известно, грибы рода Trichoderma защищают растения от действия патогенных микроорганизмов за счет их подавления, а также путем индуцирования системной и локальной резистентности растений. Именно такие прямые эффекты Trichoderma на рост и развитие растений очень важны для применения в сельском хозяйстве и для понимания роли грибов Trichoderma в природных и искусственных экосистемах [94].

Грибы рода Тrichoderma осуществляют контроль фитопатогенных микроорганизмов с помощью действия множества механизмов. Поэтому не приходиться удивляться, что разные штаммы обладают различными биоконтрольными способностями. Больше того, даже мутанты этих штаммов реализуют различные механизмы контроля фитопатогенов. Мало того что эти грибы вооружены самым разным «биологическим оружием», они относятся к грибам, которые быстро адаптируются к различным стрессовым факторам и не специфичны по отношению к контролируемым ими фитопатогенам. Например, штаммы, которые лишенные одного механизма, быстро адаптируются и используют другой механизм. По мнению многих самым важным механизмом действия является микопаразитизм грибов рода Trichoderma. Доказано, что управление микофильных грибов, которые паразитируют на других грибах, многими генами и генными продуктами. Каждая функциональная ферментная группа включает в себя несколько ферментов, которые различаются по своим свойствам. Описано более 10 отдельных хитинолитических ферментов, установлена дивергентность и для b_1,3_глюканаз и протеаз [132]. Управление каждой ферментной группы осуществляется по-разному, что делает регуляцию микопаразитизма чрезвычайно сложным процессом. На первом этапе микопаразитизма его управление осуществляется более чем тридцатью генами и генными продуктами и является довольно сложным механизмом. В основном все гены действуют друг на друга и усиливают действие друг друга, тоесть они синергичны друг другу. Синергизм – регуляторный механизм, который является довольно сложным, он является неотъемлемой частью осуществления атаки видов Trichoderma против других фитопатогенных микроорганизмов. Неудивительно, что род Тrichoderma объединяет много грибов, которые способны к контролю фитопатогенных грибов. Одним из классических примеров биологического контроля у грибов рода Тrichoderma является конкуренция за местообитание и питательные вещества с фитопатогенами. Во многих случаях, когда очевидный микопаразитизм или антибиоз отсутствует, предполагается механизм конкуренции [130].

Таким образом можно сделать вывод, что влияние экзометаболитов грибов рода Trichoderma повышает устойчивость сельскохозяйственных растений к фитопагенам на молекулярном уровне и является перспективным и актуальным. Эти грибы усиливают рост растений и повышают их иммунитет, увеличивают массу корневой системы, не являются патогенными для человека, животных и насекомых. На их основе перспективно создание биологических средств защиты растений, так как они обладают фунгицидным, антибактериальным и антивирусными действиями. Они имеют преимущество над химическими и синтетическими средствами защиты, так как представляют собой экологически чистый продукт, а также необходимо более меньшее количество биологических препаратов чем химических. Эти грибы модифицируют ризосферу растений и это приводит к вытеснению фитопатогенных микроорганизмов из среды обитания путем блокирования роста их спор, невозможности использовать ими питательных веществ из почвы, а также из-за нехватки пространства для роста.

Некоторые штаммы грибов способны к колонизации в корневой системе, путем внедрения в нее, либо находиться на поверхности растений, тем самым способствуя защите растений. Штаммы грибов имеют не одинаковую антибиотическую активность, отсюда вывод, что принадлежность к одному виду не является определяющим фактором в выборе штамма для разработки препаратов защиты [142].

Еще одним важным свойством является выделение грибами рода Trichoderma метаболитов в почву, в результате этого даже одной профилактической обработки растений будет достаточно для подавления возможного роста фитопатогенов. Также эти грибы выделяют вторичные метаболиты, которые играют важнуюо роль во взаимодействиях этого агента биоконтроля с растениями и микроорганизмами [144]. У этих грибов очень быстрая скорость роста, они не прихотливы к условиям среды, в результате этого они легко культивируются в условиях лаборатории, на производстве и в окружающей среде, также они способны быстро адаптироваться к новым стрессам со стороны окружающей среды, что является благоприятным моментом.

В обобщении вышесказанного можно сказать, что грибы рода Trichoderma высокоэффективны в отношении фитопатогенов и разработка на их основе биологических средств защиты растений является перспективным, актуальным, экономически выгодным и важным направлением в биотехнологии. Также важно отметить, что грибы рода Trichoderma используются в текстильной промышленности. Например, для окрашивания джинсовой одежды с помощью целлюлазы, или использование целлюлаз для обработки целлюлозных тканей, в результате этого ткань становится гладкой, легче очищается, повышается ее гидрофобность, становится более прочной и качественной.

Также ферменты данного гриба применяют в пищевой (алкогольное производство, виноделие, соки, оливковое масло), кормовой промышленности, деревообрабатывающей и бумажной промышленности (как продуценты белка, наличие ферментов, которые действуют на углеводы древесины). Перспективен данный грибок и в области медицины, например как препарат, который подавляет рост противоопухолевых клеток, или препарат, который обладает антибиотической активностью относительно сибирской язвы. Из вышесказанного можно сделать вывод, что грибы рода Trichoderma используются во многих отраслях, а не только в агропромышленном комплексе. А использование их именно в агропромышленности пророчит успех, за счет того, что они улучшают ризосферу, способствуют росту растений, являются биологически эффективными средствами защиты и их применение актуально, перспективно, целесообразно, разумно и рационально. У грибов рода Trichoderma имеется очень большой биотехнологический потенциал, который должен использоваться агропромышленном комплексе, а также в различных отраслях производства, экономики и медицины.

1.7 Характеристика Fusarium oxysporum

Фузариоз зерна – широко распространенное в мире заболевание, повсеместно снижающее урожай и качество сельскохозяйственной продукции. Уже около 120 лет в России изучают грибы рода Fusarium, вызывающие ухудшение качества зерна.

Fusarium oxysporum – несовершенный гриб, полифаг. Возбудитель фузариозов различных растений. В частности: фузариозного увядания картофеля, корнееда сахарной свеклы.

Мицелий – воздушный, пленчато-паутинистый, невысокий, окрашен в различные оттенки розово-карминово-лилового цвета, иногда в светло-желтый или белый цвет [93] (Рис. 9).

Рисунок 9 — Мицелий Fusarium oxysporum под микроскопом

Макроконидии (экзоспоры грибов) – образуются в воздушном мицелии, иногда в спородохиях и пионнотах. Форма – веретеновидно-серповидная, эллиптически изогнутая, либо почти прямая. На большей части диаметр одинаковый, оболочка тонкая. Верхняя клетка не удлиненная, постепенно и равномерно сужается. К основанию макроконидии суженны, имеют ясно выраженную ножку или сосок. Перегородок от 3 до 5. Размеры: 25–50х3,7–5 мкм [43; 56]. Микроконидии – формируются в мицелии, часто в ложных головках. Всегда обильные. Продолговатые, одноклеточные, бесцветные [91, 51]. Хламидиоспоры – обильные, промежуточные, верхушечные, гладкие или шероховатые, одноклеточные или двухклеточные, неокрашенные [91, 51]. Микросклероции – темные. Распространен во всех частях света.

Для выращивания чистой культуры Fusarium oxysporum используют следующие питательные среды: картофеле-сахарозный агар, картофельный агар, мальц-пептонный агар, синтетический агар Чапека, сусло-агар. Инокулюм патогена выделяют из клубей картофеля с явными признами сухой гнили или стеблей с симптомами фузариозного увядания [91].

Морфолого-культуральные типы колоний обычно изучают на картофеле-глюкозном агаре. Культуры высевают в тридцатикратной повторности в чашки Петри на КГА и в течение двух недель выращивают при температуре +22°C–+24°C. На 12–14 день роста проводят оценку морфолого-культуральных признаков колонии (Рис.10).

Рисунок 10 — Рост Fusarium oxysporum в чашке Петри на среде Чапека

Fusarium oxysporum в зависимости от морфотипа колонии характеризуется следующими признаками:

— Воздушный мицелий – невысокий, паутинистый, белый однородный. Субстратный мицелий – белый.

— Воздушный мицелий – высокий, белый, паутинистый. Субстратный мицелий – белый.

— Воздушный мицелий – паутинистый, невысокий, белый с лиловыми участками. Субстратный мицелий – от лилового до черного.

— Воздушный мицелий – пленчато-паутинистый, невысокий, белый с оттенками светло-желтого цвета, иногда с лизирующими участками. Субстратный мицелий – от белого до оливкового [51].

Fusarium oxysporum продуцируют микотоксины – низкомолекулярные вторичные метаболиты. Токсигенность – это способность организма образовывать вещества, обладающие токсическим действием на другие организмы. Исследования токсинопродуцирующей способности видов грибов с использованием изолятов различного происхождения, идентификация которых подтверждена молекулярно-генетическими методами, в настоящее время являются бурно развивающимся разделом микотоксикологической науки. Микотоксины, образуемые фузариевыми грибами: ТрМТ (трихотеценовые микотоксины) – является наиболее широко распространенной и изученной группой метаболитов. По химическому строению они подразделяются на группу А (включает Т2 и НТ2 токсины, диацетоксисцирпенол – ДАС, моноацетоксисцирпенол – МАС, неосоланиол – НЕО) и группу В (ДОН, НИВ и их моноацетат и диацетат производные). Считается, что трихотецены группы А в основном более токсичны, чем группы В, а Т2 токсин – один из наиболее остротоксичных среди фузариотоксинов. Основные продуценты ТрМТ группы В – виды F. graminearum, F. culmorum и F. Сerealis. ФУМ – фумонизины – представлены большой группой соединений – на сегодняшний день идентифицировано 28 аналогов, из которых наиболее распространены и изучены ФУМ группы В (ФB1, ФB2, ФВ3). ФУМ оказывают фитотоксический эффект. Показано, что высокая концентрация фумонизинов в семенах кукурузы может значительно влиять на их прорастание. Длина корешков уменьшалась на 75 % после 48 ч замачивания семян кукурузы в растворе фумонизинов (100 мг/кг) [52].

Грибы рода Fusarium существуют в анаморфной (бесполой) стадии развития, у некоторых видов отмечается и теломорфная (половая или сумчатая) стадия. За счет бесполой стадии развития фузариоз быстро распространяется по всему полю. В основном, большая часть жизни грибов проходит в анаморфной стадии развития, включающей развитие вегетативного мицелия, конидий и образование хламидоспор (для некоторых видов, способных к этому). Вегетативное спороношение гриба на растительной ткани, заражение новых растений и вновь образуемое спороношение могут быть лимитированы только отсутствием восприимчивого питательного субстрата и наступлением неблагоприятных условий для развития гриба. Формирование конидий происходит довольно просто, что позволяет грибу за короткий промежуток времени образовывать огромное количество инфекционных структур. Оптимальные условия среды позволяют уже через несколько суток образовываться многочисленным конидиям на колосковых чешуйках, которые служат новым источником заражения растений. Период появления видимой массы конидий в поле зависит от времени инокуляции, восприимчивости растений, условий окружающей среды и в среднем составляет 5–10 суток. Как мицелий гриб длительное время сохраняется в семенах, почках, на растительных остатках и на дикорастущих сорняках. Многие виды гриба образуют из клеток мицелия и конидий хламидоспоры (толстостенные прочные капсулы), которые помогают пережить неблагоприятные условия для расселения гриба. Как только мицелий попадает вместе с почвой или растительной тканью в благоприятную среду, он может развиваться дальше, прорастать и формировать вегетативный мицелий. В весеннее время, в связи с потеплением, начинается активный рост грибов и образование конидий. Конидии и фрагменты гиф разносятся ветром, каплями воды или насекомыми и прорастают, попадая на поверхность восприимчивых тканей растений [52]. Сок растений нужен патогенному грибу для размножения. Благодаря тому что грибы образуют споры, они могут длительное время сохраняться в почве, в течении нескольких лет. Споры устойчивы к перепадам окружающей среды, поэтому то и сохраняются долгое время. Грибок поражает все части растения (Рис.11).

Рисунок 11 — Пораженные части растений грибами рода Fusarium

Грибы Fusarium oxysporum вызывают заболевание зерновых, клубневых и других культур, а именно фузариоз. Характерными симптомами заболевания на зерновых культурах проявляются в виде потери цвета колосковых чешуй. Это как раз хорошо заметно в начальном периоде созревания растений на фоне еще зеленой окраски здоровой ткани (Рис.11). Если поражение колоса происходит на начальных этапах, то это приведет к появлению худых, щуплых зерен, которые не способны дать нормальный росток. Все тело их пронизано белыми гифами грибка. На зернах можно увидеть проросшие грибницы.

Рисунок 11 — Фузариоз колоса

При благоприятных условиях для развития заболевания на колосковых чешуйках появляется налет мицелия и спороношения гриба, имеющий, в зависимости от вида возбудителя, розово-оранжевую или красновато-кирпичную окраску. Однако многие виды фузариевых грибов макроконидий не образуют или образуют редко, и вместо хорошо заметного розового налета на колосковых чешуйках развиваются слабозаметные или нетипичные симптомы заболевания – некротическое потемнение колосковых чешуй, штриховатость, глазковая пятнистость. Зерновые культуры восприимчивы к заражению патогенами с периода цветения и до уборки. Чем раньше произошло заражение, чем агрессивнее патоген и восприимчивее растение, тем большему разрушительному воздействию подвергается зерновка. До цветения генеративные органы растений практически иммунны к заболеванию, а при заражении растений в ранние сроки в колосе образуются деформированные, легковесные зерна, которые обычно удаляются при послеуборочной обработке, что приводит к значительным прямым потерям урожая. Пораженные зерна морщинистые, с выраженной бороздой и заостренными концами. Зерна обесцвечены, без блеска. Эндосперм рыхлый. В борозде, в зародышевой части зерна, виден налет мицелия в виде паутины. Такие зерна нежизнеспособны (Рис.12).

Рисунок 12 — Фузариоз зерна (слева)

В зерне разрушается белок и происходит накопление продуктов его распада. К ним относятся пептиды, аммиак, аминокислоты. Количество клейковины не только уменьшается, но и ухудшается ее качество, она становится мягкогй, расплывчатой, с неприятным запахом. Фузариоз зерна определяют не только путем визуального осмотра, а также с помощью микологического анализа. Инфицированные части растения помещают на питательную среду, через несколько дней под микроскопом можно увидеть грибы рода Fusarium. Также используют метод полимеразной цепной реакции для определения грибка. Проводят двадцать циклов (денатурация, отжиг, расширение) имеется достаточное количество копий для определения желаемой ДНК. Планорный волновод: возможность одновременного определения нескольких микотоксинов в короткий срок с помощью прибора с различными показателями преломления.

От степени зараженности зерен зависит скорость прорастания семян, а также зависит сама их всхожесть. Смотря насколько глубоко мицелий патогенного грибка, проник в глубину, зерно может дать слабые проростки, которые будут заражены гнилью, либо вообще может быть невсхожим.

Микотоксины, продуцируемые определенными видами грибков, являются факторами риска для здоровья человека и животных, поэтому сами грибки и микотоксины, как таковые, представляют весьма серьезную проблему для здравоохранения и экономики.

Микотоксины, продуцируемые грибами рода Fusarium: зеараленон (рис. 13) проявляет эстрогенное, тератогенное действие; трихотеценовые микотоксины (рис. 14) оказывают нейротоксическое, геморрагическое, лейкопеническое, иммунодепрессивное, дерматоксическое, тератогенное (для Т-2-токсина и вомитоксина), канцерогенное (для Т-2-токсина фузаренона-Х).

Рисунок 13 – Структурная формула зеараленона

Рисунок 14 –Трихотеценовые микотоксины

Фузариотоксины являются очень опасными как для здоровья человека, так и для сельскохозяйственных животных. Эти грибные токсины вызывают фузариотоксикоз. Он вызывается из-за употребления в пищу продуктов, изготовленных из зерна зараженных Fusarium oxysporum. В пораженном зерне существенно меняется химический состав, в результате чего происходит разрушение белка, клетчатки, крахмала. Глютен, который необходим в производстве хлебобулочных изделий теряет эластичность. В результате этого, хлеб, изготовленный из такого зерна, имеет темную окраску и вид крупнопористого мякиша. Отравление таким инфицированным хлебом называют «болезнь пьяного хлеба», так как симптоматика похожа на алкогольное отравление: рвота, расстройства зрения, судорожный синдром.

Также фузариотоксикоз может проявляться в виде кожных поражений: гранулемы, язвы, некротические очаги на коже на фоне высокой лихорадки. Для диагностики проводят биопсию данных инфильтратов с последующим гистологическим исследованием и выявлением возбудителя, а также возбудителя выявляют в крови. Токсины гриба оказывают подавляющее действие на иммунную систему. Так как зараженные зерна, из которых приготовлены патогенные продукты питания, выделяют продукты распада, которые после различных технологических обработок трансформируются в канцерогенные вещества. Именно эти вещества находятся на первом месте в этиологии развития раковых заболеваний. Существует мнение, что патогены грибов влияют на репродуктивную функцию человека, вызывают нейротоксические расстройства. Специфического лечения фузариотоксикоза у людей не разработано, так как еще не был найден эффективный препарат, который бы «выключал» действие токсинов из путей метаболизма. В основном для лечения используют противогрибковое средство из группы триазолов, которое вводят внутривенно по схеме. Также проводят симптоматическую терапию, используют дезинтоксикационную терапию, антибиотики широкого спектра действия, гепатопротекторы, пробиотики, пищеварительные ферменты, витамины [98].

Особенно фузариотоксикоз опасен для детей, в рационе которых зерновые продукты занимают существенную долю. Например, это дети с непереносимостью лактозы, в этом случае из их рациона питания исключают все молочносодержащие продукты и переводят на глютеновую диету, тоесть заменяют молочные белки на белок злаковых культур. Поэтому более четким критерием опасности считается не содержание микотоксинов в килограмме зерна или продуктов его переработки, а их допустимый уровень суточного потребления в перерасчете на вес тела, оценивающий вредное влияние на организм в зависимости от суммарного количества поглощенного метаболита [106].

При фузариотоксикозе у животных происходит следующее: корм, зараженный фузариотоксинами, попадает в желудочно-кишечный тракт животного, там происходит его всасывание и попадание в кровеносную систему, в результате чего, токсины разносятся по всему организму. В основном токсины накапливаются в органах кроветворения тем самым нарушая их функцию. Возникает жировая дистрофия печени, это приводит к снижению ее барьерной функции. Также токсины оказывают неблагоприятное действие на выделительную систему животного, а именно на почки. Токсины из организма животного выделяются в окружающую среду вместе с мочой и калом. Если говорить о симптоматике фузариотоксикоза, то в первую очередь обращает внимание на себя отсутствие аппетита у животного, его беспокойство, при осмотре отмечается гиперемия и отечность слизистой оболочки ротовой полости, язык сухой, с участками некроза. Отмечается слюнотечение. Также характерны симптомы поражения центральной нервоной системы: атаксия, нарушения чувствительности, скованность и пошатывание при походке, судороженность мимических мышц. Если говорить о симптомах фузариотоксикоза у домашней птицы, следует отметить, что они забиваются в угол, перестают двигаться, постоянно сидят, при осмотре наблюдается синюшность гребня и сережек, участки некроза на слизистой оболочке ротовой полости, пищевода, клюва. Слизистая, как и у животных, гиперемирована, отечна, с мелкоточечными кровоизлияниями. Возможно, появления поноса. Патологоанатомические изменения у животных следующие: слизистые оболочки цианотичны, слизистая желудочно-кишечного тракта имеет очаги гиперемии и в тяжелых случаях некроза, в паренхиматозных органах и лимфатических узлах застойные гиперемии, почки дряблые, гиперемированные, инъецированы сосудами, печень увеличена в объеме, наблюдается жировая дистрофия. Сердце дряблое, увеличено в размерах. Мочевой пузырь увеличен в объеме, растянут, заполнен мутной мочой, слизистая оболочка покрыта грязным налетом. Специфического лечения фузариотоксикоза у животных не разработано, в основном оно симптоматическое. Первым делом стоит прекратить давать корм, зараженный грибком. Второе – это промывание желудка раствором пищевой соды, взвесью активированного угля.

Для того чтобы снизить заражение зерна и загрязнения его микотоксинами применяют систему мероприятий, которые проводят как в предпосевной, так и в вегетационный и послеуборочный периоды. Это является некой профилактикой заболеваемости. Предпосевная подготовка семян. Санитарное состояние продуктов растительного происхождения зависит от качества семенного материала (всхожесть, энергия прорастания, наличие примесей, заспоренность и зараженность зерна). Необходимо проведение лабораторного анализа (фитоэкспертизы) семян всех посевных партий, одна из целей которого – выявление количественного и качественного состава присутствующих патогенов. Агротехнические мероприятия снижают численность популяции патогена и улучшают общее состояние растений. Агротехнические факторы в порядке убывания вклада в сдерживание развития фузариоза зерновых культур ранжируются следующим образом: предшественник, система обработки почвы, азотное питание, срок сева, норма высева, способ уборки, послеуборочные мероприятия. Ошибки на любом из этих технологических этапов, особенно при повышенной влажности в период формирования зерна, неизбежно приведут к значительному развитию заболевания, интенсивность проявления которого может сдерживать только устойчивость сорта. Организационно-хозяйственные мероприятия. Дикорастущие растения могут быть резервуарами грибной инфекции, способствуют повышенной влажности почвы, а также забирают себе значительную часть питательных веществ. Для снижения фузариоза среди растений важным аспектом является ликвидация сорняков агротехническими приемами или применением. Химический метод. Фунгицидных препаратов, которые качественно защищают зародышевое зерно от проникновения патогена, очень мало. В основном, самая высокая эффективность существующих препаратов составляет 60–70 % снижения видимых симптомов заболевания в поле. Уменьшение микотоксинов в сырье. Применение приемов, способствующих некоторому снижению загрязнения зерна микотоксинами, зависит от его целевого назначения. Частичная очищение от патогенов возможна путем механического удаления спор, мицелия и грибниц грибов с поверхности зерновых культур и из оболочки при сепарировании, сухой и мокрой очистке зерна перед использованием в перерабатывающей промышленности. Распределение микотоксинов в продуктах переработки зерна неравномерно, что вызвано их локализацией в определенных частях зерна. Сортовые помолы снижают концентрацию токсинов за счет выделения и дифференцированного размола внутренних, наименее загрязненных токсинами частей зерновки. В связи с этим, в отдельных зернопродуктах (например, в отрубях) возможно превышение ПДК даже при содержании микотоксинов в зерне в пределах нормы, тогда как в других наблюдается значительное его снижение. У пленчатых культур (ячмень, овес) в процессе сепарирования, шелушения и шлифования зерна с отходами удаляется значительное количество токсинов. Загрязненное зерно можно использовать для производства этилового спирта, в некоторых случаях его можно разбавить чистыми кормами [52].

Таким образом, можно сделать вывод о том, что Fusarium oxysporum – это несовершенный гриб, который вызывает фузариоз. Этот вид грибов широко распространен в природе, они участвуют в общем природном круговороте. Так как они содержат большое количество ферментов это способствует разрушению органических соединений. Гриб оказывает влияние и на корни, и на стебли, и на листья, и на зерна. Этот грибок продуцирует токсины, которые накапливаются в растении и оказывают на него токсическое действие, замедляя их рост, ухудшают их качество, приводит к их гниению, а также делают не пригодными для употребления в пищу в дальнейшем. Первая фаза заражения проявляется появлением нескольких очагов, которые увеличиваются в размерах, сливаются друг с другом и распространяются по всему растению. Если заболевание произошло на начальных стадиях, то зерно становится щуплым, с очагами проросших грибниц. В зерне происходит распад белка, накопление продуктов распада, уменьшается количество клейковины и ухудшается ее качество, в результате этого зерно становится токсичным. Важно отметить, что в зоне риска заражения данным грибком являются растения с повреждениями, которые им оставили насекомые-вредители или птицы. Гриб продуцирует фумонизины с канцерогенным действием. А как известно канцерогенные вещества являются первыми в этиологии раковых заболеваний. Благодаря насекомым, а также природным условиям, таким как ветер, капли воды, происходит разнос участков гиф, в результате чего они попадают на другие растения. Это приводит к перемещению и циркуляции Fusarium oxysporum в естественной среде обитания и распространению фузариоза. Фузариоз зерна можно определить не только с помощью визуального осмотра, но и при помощи микологического анализа, полимеразной цепной реакции, планорного волновода. К факторам, которые способствуют развитию заболевания относятся: жаркая погода с большим количеством выпадения осадков, несбалансированность питания растения, особенно важное значение здесь имеет фосфор и азот, и еще одним фактором является несвоевременный сбор урожая. Важно отметить, что фузариоз не только снижает численность урожая, а также опасен для здоровья человека и животных, вызывая фузариотоксикоз, проявления которого граничат от симптомов общей интоксикации до некротических процессов. Также фузариотоксикоз опасен для детей в рационе которых преобладают злаковые продукты. Поэтому, для снижения случаев фузариоза необходимо проводить фитосанитарную обработку во все периоды роста растений. Факторы, которые способствуют развитию фузариоза у растений многочисленны: плохой уход за растением; густая посадка; застой влаги в земле, что препятствует поступлению воздуха в почву; применение химических удобрений и пестицидов; недостаточная поливка растений, что приводит к сухости корней; наличие вблизи посадки автомагистралей и промышленных предприятий; повышенная температура и влажность являются еще одними факторами, которые способствуют развитию фузариоза; закисленность почвы; применения удобрений содержащих хлор. Также необходимо соблюдать меры защиты зерна, такие как: воздушный и тепловой обогрев зерна, его сушка и прочистка; фосфорно-калийные удобрения; хранение зерна при оптимальной температуре и влажности; соблюдение чередования культур и паров; соблюдение сроков посева. Лечить фузариоз растений невозможно, поэтому требуется проводить профилактику: соблюдение чередования культур на участке (севооборот), а также дезинфекция почвы, где наблюдалась вспышка фузариоза; соблюдение технологии растениеводства (агротехники) для избегания понижения иммунитета у здорового растения; дезинфекция парников, теплиц, инструментов; не делать компостную кучу из полумертвых и больных растений, так как она является рассадником фузариоза; Fusarium любит кислую почву, поэтому ее нужно делать нейтральной, например с помощью золы; защищать растения от стрессов (излишнее увлажнение, перемещение, затемнение и др.); ликвидация насекомых-вредителей, так как они являются переносчиками фузариоза; своевременная уборка урожая; осенняя зяблевая вспашка; хранить семена в благоприятных для них условиях.

1.8. Характеристика полифенольных соединений гречихи посевной

К уникальным особенностям высших растений относится способность к образованию фенольных соединений – веществ, обладающих высокой антиоксидантной активностью. Таким представителям вторичного метаболизма отводится важная функциональная роль, в том числе в защите тканей и клеток от неблагоприятных условий и стрессовых воздействий.

Флавоноиды играют огромную роль в защите растений от бактериальной, вирусной и грибковой инфекции, от проникновения паразитов и повреждения насекомыми. Одной из наиболее заметных функций флавоноидов является их участие в защите растений от окислительного стресса благодаря выраженной антиоксидантной активности.

Флавоноиды являются мощными антиоксидантами, препятствующими развитию окислительного стресса в клетках, где метаболизм нарушен в результате действия токсических прооксидантов, УФ-радиации и других повреждающих факторов. Полифенолы обладают, кроме того, бактериостатическим действием. Так, некоторые флавоноиды, например кверцетин, катехин, таксифолин, способны инициировать агрегацию и даже медленное слияние мембран в присутствии катионов железа, которые могут образовывать мостики между двумя молекулами флавоноидов, «заякоренными» в соседних мембранах. Было обнаружено, что некоторые флавоноиды способны специфически взаимодействовать с определенными белками бактериальных клеток, вызывая нарушение их функционирования. Флавоноиды способны нарушать функционирование различных ферментов, участвующих в синтезе мембранных липидов бактерий. Флавоноиды препятствуют взаимодействию NADPH с ферментом бета-оксоацил-протеинредуктазу. В результате этого наблюдается сильный цитотоксический эффект не только в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, но также некоторых грибков. Кверцетин, апигенин и сакуранетин (sakuranetin – флавонон, присутствующий в рисе) способны подавлять активность бета-гидроксиацил-переносящего белка. Большинство полифенольных соединений растительного происхождения способно поглощать излучение в УФ-диапазоне и, следовательно, может выполнять функцию экрана.

Важной сельскохозяйственной культурой, содержащий широкий спектр полифенольных соединений является гречиха посевная.

Гречиха посевная (Fagopyrum esculentum Moench) крупяная культура промышленного использования. Она обладает пищевой ценностью, а также для нее характерно образование фенольных соединений, таких как рутин, который очень популярен в использовании фармакологии и кверцитин, а также апигенин. Гречиха посевная является не конкурентоспособной, по сравнению с другими крупяными культурами, так как у нее недружное созревание посевов, высокая чувствительность к воздействию низких температур.

Гречиха посевная содержит в своем составе элементы: железо, кальций, фосфор, йод, фтор, молиблен, кобальт, а также витамины группы В (В₁, В₂ и фолиевую кислоту), витамин РР и Е.

Цветущая (надземная) часть содержит хлореновую, пирокатехиновую и галловую, а также кофейную кислоты.

Семена гречихи содержат крахмал, белок, сахарное масло и органические кислоты, такие как малеиновая, щавелевая, яблочная и лимонная и витамины: тиамин (В₁) и рибофлавин (В₂).

Гречиха содержит незаменимые аминокислоты – метионин и лизин, которые способствуют быстрой усвояемости гречихи (до 80%). Гречиха посевная содержит токсический пигмент – фагопирин, который вызывает отравление животных при поедании растения во время цветения. Существуе заболевание фагопиризм или гречишная болезнь, которая наносит большой ущерб животноводству, который прявляется в потере привеса животных и продуктивности [53].

Углеводов в гречихе около 60%, имеющиеся углеводы долго усваиваются организмом, благодаря этому после приема пищи из гречки можно чувствовать себя сытым длительное время. При долгом хранении гречневая крупа не прогоркнет и не заплесневеет при повышенной влажности.

Также гречиха содержит флавоноиды, (рутин, кверцетин, антоцианы) и дубильные вещества [3, 4, 60].

Антоцианы (рис.15) являются окрашенными растительными гликозидами, которые в качестве агликона-антоцианидина содержат гидрокси- и метоксизамещенные соли флавилия (2-фенилхромены), относящиеся к флавоноидам. У некоторых антоцианов гидроксилы ацетилированы.

Углеводная часть с агликоном в положении 3, а у некоторых в положениях 3 и 5, в роли углеводного остатка могут выступать моносахариды, такие как глюкоза, галактоза и рамноза, также ди- и три- сахариды.

Рисунок 15 – Общая формула антоцианов

Находятся антоцианы в стебле и подземной части растения, обуславливая фиолетовую и синюю окраски плодов и листьев. Будучи пирилиевыми солями антоцианы легко растворяются в воде и в полярных растворителях, но малорастворимы в спирте и нерастворимы в неполярных растворителях, проявляют антимикробное действие и антиокислительную активность.

Основная структура антоцианов описана в таблице 1.

Таблица 1. Описание радикалов к общей формуле антоцианов

Антоцианы	R₁	R₂	R₃	R₄	R₅	R₆	R₇
Аурантинидин	-H	-OH	-H	-OH	-OH	-OH	-OH
Цианидин	-OH	-OH	-H	-OH	-OH	-H	-OH
Дельфинидин	-OH	-OH	-OH	-OH	-OH	-H	-OH
Европинидин	-OCH₃	-OH	-OH	-OH	-OCH₃	-H	-OH
Лютеолинидин	-OH	-OH	-H	-H	-OH	-H	-OH
Пеларгонидин	-H	-OH	-H	-OH	-OH	-H	-OH
Мальвидин	-OCH₃	-OH	-OCH₃	-OH	-OH	-H	-OH
Пеонидин	-OCH₃	-OH	-H	-OH	-OH	-H	-OH
Петунидин	-OH	-OH	-OCH₃	-OH	-OH	-H	-OH
Розинидин	-OCH₃	-OH	-H	-OH	-OH	-H	-OCH₃

Строение антоцианов было установлено в 1913 году немецким биохимиком Вильштеттером. Антоцианы и антоцианидины выделяют из кислых экстрактов растительных тканей при невысоких значениях рН, агликоновая антоцианиновая часть существует в форме флавилиевой соли, в которой электрон гетероциклического атома кислорода участвует в гетероароматической системе безпирилиевого (хроменилиевого) цикла, который является хромофором и обуславливает окраску. На окраску антоцианидинов влияет число и природа заместителей. Это могут быть гидроксильные группы, в которых есть свободные электронные пары, несущие батохромный сдвиг при увеличении их числа.

В силу высокой электрофильности хроменилиевого цикла структура и, соответственно, окраска антоцианов и антоцианидинов обуславливается их чувствительностью к pH: в кислой среде (pH < 3) антоцианы (и антоцианидины) существуют в виде пирилиевых солей, при повышении pH до 5 происходит присоединение гидроксид-иона с образованием бесцветного псевдооснования, при дальнейшем повышении pH примерно до 7 происходит отщепление воды с образованием хиноидной формы, которая, в свою очередь, при pH примерно до 8 отщепляет протон с образованием фенолята, и, наконец, при pH выше 8 фенолят хиноидной формы гидролизуется с разрывом хроменового цикла и образованием соответствующего халкона.

Синтезируются антоцианы в цитоплазме и при помощи глутаминового насоса депонируются в клеточные вакуоли. Антоцианы обнаружены в специальных везикулах – антоцианопластах, хлоропластах, а также в кристаллическом виде.

Антоцианы применяют в качестве пищевых добавок (Е163). Способствуют снижению воспалительных реакций и оксидативного стресса в кишечнике, при потреблении избыточного количества жиров и углеводов улучшают барьерные функции кишечника.

Одним из следующих веществ, входящих в состав гречихи посевной является рутозид (рутин). Содержится в листьях растений, обеспечивает защиту от ультрафиолетового излучения.

Рутин (рутозид, кверцетин-3-О-рутинозид, софорин) (2-(3,4-дигидроксифенил)-5,7-дигидрокси-3-[α-L-рамнопиранозил-(1→6)-β-D глюкопиранозилокси]-4H-хромен-4-ОН) – биофлавоноид, отвечающий за устойчивость растения к неблагоприятным условиям среды, гликозид флавоноида кверцетина (Рис.16). Относится к группе витамина Р. В медицине применяется в виде добавок и используется при гиповитаминозе (повышение проницаемости сосудов), при геморрагическом диатезе, при лучевой болезни, при ревматизме, скарлатине, аллергических заболеваниях, артериальной гипертензии, септическом эндокардите и при кровоизлиянии в сетчатку глаза [77].

Рисунок 16 – Общая химическая формула рутина

Фенольные соединения являются вторичными метаболитами растений, наиболее распространены у высших растений. Фенилпропаноиды, представлены оксикоричными и оксибензойными кислотами, а флавоноиды (флавонолы, флавоны и антоцианы). Фенольные соединения образуются во всех растительных тканях, функциональная роль связана с процессами дыхания, фотосинтеза, аллелопатии, регуляции роста, развития и стрессовых воздействий. Накопление фенольных соединений зависит от фазы роста растения и условий.

Также гречиха посевная содержит дубильные вещества, которые придают терпкий и вяжущий вкус, их еще называют танины (Рис.17). Они являются безазотистыми химическими соединениями, своим названием обязаны высокомолекулярным, фенольным и природным соединениям. По химической структуре являются полифенолами. В основном аморфны, имеют кислотный характер и способны к затвердеванию характеризуются фунгицидными и бактерицидными свойствами, а также выполняют защитную функцию против патогенных микроорганизмов [57].

Рисунок 17 – Общая химическая формула дубильных веществ (танин)

В гречишном зерне содержится 70% резистентного крахмала, который необходим для снижения содержания влаги, поэтому лучше не применять биотехнологическую переработку. Лучше использовать в качестве кормов, с высокой концентрацией, также в составе смесей в кормопроизводстве для птиц и сельскохозяйственных животных [57]. Из цветков гречихи делают гречишный мед, он содержит в себе много железа, фосфора и калия.

Хлорогеновая кислота является одним из важнейших веществ фенилпропаноидной цепи метаболизма; это одно из наиболее важных производных коричных кислот в плодах растений (Рис.18). В ряде случаев термин «хлорогеновые кислоты» рассматривается как обобщенное название продуктов этерификации хинной кислоты кофейной. При этом даже среди моноэфиров может быть четыре изомера, из которых обычно отмечают три реально встречающихся: 3-кофеоилхинная (3-QCA), 4-кофеоилхинная (4-QCA) и 5-кофеоилхинная (5-QCA) кислоты:

Рисунок 18 – Получение хлорогеновой кислоты

Но часто, речь идет об одном изомере, который и подразумевается под названием «хлорогеновая кислота». Он соответствует этерификации гидроксила в положении 5 (5-QCA) по указанной выше схеме нумерации атомов углерода шестичленного цикла хинной кислоты. Интерес к хлорогеновой кислоте неслучаен. Так, методом радиоактивных индикаторов было показано, что замещенные коричные кислоты, которые встречаются в растениях преимущественно в виде сложных эфиров, являются промежуточными веществами синтеза лигнина из аминокислот (фенилаланинаитирозина). Так же известно, что хлорогеновая кислота рассматривается как регулятор ростовых процессов, как защитный фактор по отношению к некоторым микроорганизмам [42].

Витамины группы В – органические вещества, относятся к эндогенным БАВ (биологически активные вещества), отвечают за обмен веществ в организме. Гречиха посевная содержит в себе водорастворимый витамин В₁ (тиамин), который отвечает за процессы метаболизма в организме, является важным в углеводном, белковом и липидном обменах, а также в процессах проведения нервного возбуждения в синапсах, защищает мембраны клеток от токсического воздействия (Рис.19).

Рисунок 19 — Структурная формула витамина В₁

Кверцетин (3,4,4,5,7 — пентагидроксифлавон) – природное биохимическое вещество группы флавоноидов (Рис.20). Входит в состав биологически активных добавок (БАД) к пище при лечении гипертонии и саркоидоз, а также пищевых добавок, применяется в медицине, так как является сильным антиоксидантом, который обладает противовоспалительными свойствами.

Рисунок 20 – Структурная формула кверцетина

Апигенин – относится к классу флавоноидов. Очень распространен в природе. Является одной из фракций при проведении хроматографии (Рис.21).

Рисунок 21 – Структурная формула апигенина

Следовательно, зеленая масса гречихи представлена многочисленными классами флаваноидов, отличающихся по химической структуре и биологической активности. Разнообразие флавоноидов огромно и составляет около восьми тысяч веществ. При этом известно, что до 20 % фиксируемого при фотосинтезе углерода идет на производство полифенольных соединений, среди которых значительное место занимают флавоноиды [110].

1.9. Биологические средства защиты против грибных заболеваний овощных и сельскохозяйственных культур

Биологические средства защиты подразумевают использование живых организмов или продуктов их жизнедеятельности для подавления различных возбудителей болезни. Основой биозащиты является природный антагонизм – один вид микроорганизмов подавляет другой.

Биологические средства защиты сельскохозяйственных культур имеют преимущество над химическими, так как они не наносят вреда для человека и окружающей среды, в том числе и домашним животным, насекомым-опылителям и т.д. Важным аспектом применения биопрепаратов является их способность не вызывать привыкания и устойчивости патогенных микроорганизмов, что позволяет использовать средство в течении многих лет в одном и том же количестве, что существенно влияет на экономический аспект. Также, биологические средства защиты не накапливаются в растениях и не изменяют его вкусовых и полезных качеств, запаха и цвета, способны к быстрому растворению в природных условиях не нанося вред окружающей среде, это позволяет использовать их без опасений. Важно отметить, что биопрепараты справляются с болезнями только на ранних стадиях, они не способны контролировать уже развившееся заболевание. Для избегания развития заболевания следует заранее проводить профилактические обработки [19].

Итак, если говорить подробно о биофунгицидах следует отметить, что это биологические препараты, которые подавляют жизнедеятельность патогенных грибков. Данных препаратов достаточно много, одними из них являются средства на основе грибов рода Trichoderma. Триходерма – почвенный грибок, суть действия которого заключается в следующем: после обработки растения грибок внедряется в корни патогенного гриба и начинает свой рост, жизнедеятельность и разрастание, в результате чего происходит гибель патогенного гриба. В мире микробов данный грибок называют хищником, так как он уничтожает другие патогенные грибки своими токсинами, затем растворяет их с помощью литических ферментов и потребляет их. Эти препараты изготовляют на основе массового (производственного) размножения этого гриба, с использованием разных растительных отходов и других субстратов (хлебного мякиша, соломенной резки, отходов зерна и хлебных злаков, перегретого торфа). При культивировании в глубинных условиях с использованием растворимых субстратов (глюкоза, фруктоза, лактоза) образуется рыхлый разветвленный мицелий со слабой пеллетизацией [102]. Для разработки биологических средств защиты существуют некоторые характеристики, которые должны обязательно соблюдаться. Во-первых, препарат должен иметь преимущества над химическими пестицидами. Во-вторых, сопутствующие микроорганизмы в препарате должны быть сведены до минимума в отличие от основного штамма. В-третьих, препарат не должен оказывать токсического и неблагоприятного действия на другие виды, животных, насекомых, человека. В-четвертых, препарат должен долго храниться и не должен менять свои свойства в независимости от времени хранения. В-пятых, биопрепарт должен иметь низкую стоимость, так как он будет использоваться в масштабных целях.

Действие гриба рода Trichoderma на растение можно описать следующим образом: вокруг поверхности корня растений находится узкий слой почвы, толщиной до 5 мм, который содержит различные питательные вещества необходимые для нормальной жизнедеятельности растений. Эти вещества также привлекают к себе различные патогенные для растений микроорганизмы и грибки, которые используют эти же питательные вещества для своей жизнедеятельности. Гриб рода Trichoderma вступает в тесную связь с корнями растений (симбиоз), и подавляет прочие грибки используя их грибницы как питательную среду, размножается и выделяет антибиотики (глитоксин, триходермин, виридин, сацуккалин), которые подавляют патогены, а также способствует к повышенному притоку азота к корням растения. Еще одной важной особенностью является то, что биопрепарат высвобождает углерод и расщепляет органические вещества в неорганические, которые постепенно превращаются в фосфатазотные соединения, что является благоприятным моментом для почвы, так как это способствует ее обогащению. Биологические средства защиты, в составе которых имеется гриб рода Trichoderma способствуют активации в растениях выработки клеточного сока, а это в свою очередь усиливает рост растений, повышает их иммунитет и дает высокий урожай. При взаимодействии растения с грибом Trichoderma первое приобретает некоторые признаки, которые не свойственны для здорового растения, в том числе это и повышение стойкости к различным заболеваниям.

Белок МАРК (митоген-активируемой протеинкиназой) — фермент который осуществляет активацию и инактивацию ферментов и других белков за счёт фосфорилирования (то есть присоединения фосфатной группы), является посредником сигнала стрессовых реакций и развития заболевания. Действие этого сигнала приводит к сверхчувствительному ответу и растением под действием гриба начинает производится фитоалексин (защитные фенольные соединения), отсутствующий у здорового растения (присутствующего только у растения зараженным микромицетом и образуется как ответная реакция на поражение возбудителем) [52].

Огромное признание получило применение различных ферментов метаболитов грибов рода Trichoderma, таких как ксиланаза (гидролитический фермент, используется для повышения выхода белковых веществ, пигментов, крахмала, пектина, сахаристых и биологически активных веществ за счет разрушения клеточных стенок), ThPG, TasSwo. А также биосинтезированые микромицетом фитогормоны, такие как SA (салициловая кислота), JA (жасмоновая кислота) и ET (фермент образующейся под действием солнечного света), и производство антимикробных соединений [52, 73].

Наглядным примером служит использование грибов рода Trichoderma для подавления роста грибов рода Fusarium (Рис. 22,23).

Рисунок 22 — 5-е сутки после посева Trichoderma, формирование зоны подавления роста

Рисунок 23 — 20-е сутки после посева Trichoderma, сформированная зона подавления роста

Также, было бы глупо не сказать, о том, что биопрепараты защищают растения и от насекомых-вредителей. Главным является то, что препарат не оказывает негативного влияния на полезных насекомых. Биофунгицид может проникать в организм насекомого-вредителя через желудочно-кишечный тракт (если растение было опрыскано) и в результате происходит гибель насекомого от кишечной инфекции. Второй путь – это воздействие на нервную систему вредителя, в результате чего он гибнет от голода.

Состав биопрепарата на основе гриба рода Trichoderma: в качестве основы препарата (действующего вещества, субстрата) выступают продукты жизнедеятельности гриба рода Trichoderma, например споры. Основной средой, с которой начинается развитие и рост гриба является зерновая основа, например ячменная. Также в состав входит комплекс витаминов, благодаря которым стимулируются рост и развитие гриба рода Trichoderma. Формы выпуска: таблетки, порошок, суспензия.

Одним из представителей биопрепартов сделанных из грибов рода Trichoderma является «Триходермин». Он представляет собой сухой порошок с титром не менее 6 млрд. жизнеспособных спор в 1 грамме. Препарат применяют свежеприготовленным, или высушивают при 30-40°С и хранят в бумажных мешках в сухом помещении при 5-10°С. Срок хранения – 1 год. У препарата отсутствует вирулентность, токсичность и токсигенность по отношению к теплокровным животным и человеку [65].

«Трихофит» — производится на основе водной суспензии Trichoderma lignorum. Данный гриб выделяет биологически активные вещества, которые стимулируют рост и развитие растений, а также подавляет развитие фитопатогенов путем прямого паразитизма. В основном данный препарат применяют против грибов рода Cytospora, которые поражают побеги косточковых пород, что в итоге приводит к усыханию плодовых деревьев. В России Трихофит применяют для борьбы с некоторыми болезнями винограда и сухой гнили картофеля. Трихофит используется как в закрытых грунтах, так и в открытых на протяжении всего периода вегетации. Данный препарат можно сравнить с минеральным удобрением, так как он освобождает соединения калия и фосфора [65, 66].

«Фитоспорин-М» — биофунгицид с широким спектром действия и длительный по времени. Защищает зерновые, клубневые, овощные, плодово-ягодные и декоративные культуры как от бактериальных, так и от грибковых болезней. Данный препарат продуктами своей жизнедеятельности подавляет размножение патогенных микроорганизмов для растений. А также Фитоспорин-М повышает иммунитет растений и стимулирует их рост [66].

В практике применения биопрепаратов для защиты растений до настоящего времени часто бытуют неверные представления по данному вопросу. В частности, считается, что биопрепараты менее эффективны и доступны, чем химические пестициды, а биопрепарат, введенный в почву или ризосферу, не способен влиять на фитопатогены в течение длительного периода времени [16]. Поэтому биопрепараты эффективны для защиты семян от болезней проростков, но бесполезны для защиты растений в период вегетации. Считается также, что один биоконтрольный агент не может быть эффективен в различных условиях, на различных культурах и против широкого спектра патогенов, поэтому лучше применять смешанные препараты, а механизм действия биоконтрольного агента очень прост и контролируется только одним или несколькими генами и генными продуктами [22].

Таким образом, можно сказать, что биопрепараты имеют преимущество над химическими средствами защиты, так как являются экологически чистыми препаратами защиты, их нужно более меньшее количество для обработки, чем химических, так как даже небольшое количество препарато способно справится с заболеванием. Они не накпливаются в растении, не ухудшают его вкусовых свойств, не изменяют цвета, запаха. К биопрепаратам, содержащим грибы рода Trichoderma, относятся Триходермин, Трихофит, Фитоспорин-М и другие. Они подавляют не только возбудителей корневой, но и семенной, и почвенной инфекции, а также предотвращают развитие болезней плодов и листьев при нанесении их на поверхность. Также биологические средства защиты не вызывают привыкания патогенных микроорганизмов, поэтому их можно использовать в течении нескольких сезонов. Они эффективно защищают растения от патогенных бактерий и грибков, борются с вредителями, сорниками, и, самое главное, не наносят никакого вреда природе, человеку, животным. Действие биопрепаратов на основе Trichoderma заключается во внедрении «хищников» микробного мира в корневую систему патогенного гриба, его вытеснения, разрушения и в последующем гибели. Микроорганизмы, из которых изготовлены биопрепараты в своем большинстве выделяют различные экзометаболиты, которые подавляют рост и развитие различных патогенных возбудителей. Также биопрепараты способствуют повышению иммунитета растений, стимулируют их рост и укрепляют защитные функции. Растение использует все свои возможности и функции для защиты себя от различных стрессов окружающей среды, если его корни колонизированы биопрепаратом с Trichoderma. Биологические средства защиты могут защищать растения от насекомых-вредителей путем внедрения в их желудочно-кишечный тракт, либо путем действия на нервную систему насекомых. Важным является то, что на «полезных» насекомых патогенного действия не оказывается. Для создания биопрепарата нужно соблюдать определенную методику разработки, чтобы биологическое средство защиты было эффективным, экономически выгодным и безопасным. Но также было бы ни правильно не сказать об отрицательных моментах биологических средств защиты. Первым таким моментом является отсутствие моментального эффекта, именно поэтому растения должны проходить предпосевную подготовку. Вторым моментом является технологическая сложность процесса. Третий момент – это короткий срок хранения. В основном срок годности биопрепаратов 1-2 года. Четвертым моментом является то, что биопрепараты борются с заболеваниями только на ранних стадиях, поэтому целесообразно уделять больше внимания профилактике растений как в предпосевной период, так и в периоды вегитации. Но все эти недостатки незаметны за счет положительных качеств биологических средств защиты, а также легко устранимы. Из вышесказаного можно сделать вывод, что использование биопрепаратов на основе Trichoderma целесообразно, экономически выгодно, экологически безопасно, актуально, разумно и рационально.

Таким образом, согласно литературного обзора, показано, что наибольшую ценность для любого живого организма, а особенно в качестве сигнальных веществ представляют именно природные, а не синтетические компоненты, поэтому для создания биологических препаратов-регуляторов роста элиситорного действия, сочетающие свойства фунгицида наиболее предпочтительно использование биологических продуцентов БАВ.

Все производимые биологические препараты для растениеводства и земледелия должны тестироваться в самых разных условиях и на разных сельскохозяйственных культурах. Разработанное в ЦКП «Орловский региональный центр сельскохозяйственной биотехнологии» средство для предпосевной обработки гороха, повышающее всхожесть, урожайность и устойчивость гороха к болезням, должно быть протестировано на других культурах, в частности, на яровом ячмене, который наряду с горохом подвержен злостным заболеваниям, корневым гнилям. Изучение может быть реализовано в разных условиях: лабораторных, и полевых, что и явилось основной целью настоящей исследовательской работы.

РАЗДЕЛ 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

Для эксперимента использовали живые культуры грибов Trichoderma: Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434, Trichoderma harzianum 5/14, Trichoderma Lixii T4/14; фитопатогенных грибов рода Fusarium: Fusarium oxysporum Б/14, Fusarium oxysporum MOS509, Fusarium fujikuroi IMI 58289 из учебной коллекции кафедры биотехнологии ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, длительно хранившиеся в холодильнике при температуре +4⁰.

Все представленные виды Trichoderma до 2015 года относились к одному виду Trichoderma harzianum.

Определение вида было проведено на изучении морфологических данных, характеристик культуры и филогенетической информации (Tef1_int4) (Druzhinina et al., 2008). Для каждого отдельного вида, ниже представлены генетические последовательности в формате FASTA.

Штамм Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 был выделен из почвы Московской области (Россия) в 2014 году, поступил из коллекции кафедры микологии и альгологии МГУ (Россия) и депонирован в Национальном биоресурсном центре — Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов (НБЦ ВКПМ) (Россия) под номером F-1434.

ACATTCAATTGTGCCCGACAATTCTGCAGAGAATTTTCGTGTCGACAATTTTTCATCACCCCGCTTTCCATTACCCCTCCTTTGCAGCGACGCAAATTTTTTTTGCTGTCGTTTGGTTTTTAGTGGGGTTCTCTGTGCAACCCCACTAGCTCACTGCTTTTTCCTGCTTCACTCTCACTTCCTCGTCATCATTCAACACGCTCTGTGTCTTTGGTCATTCAGCGATGCTAACCACTTTTCCATCAATAGGAAGCCGCCGAACTCGGCAAGGGTTCCTTCAAGTACGCTTGGGTTCTTGACAAGCTCAAGGCCGAACGTGAGCGTGGTATCACCATCGACATTGCTCTGTGGAAGTTCGAGACTCCCAAGTACTATGTCACCGTCATTGGTAGGTCTTCATTAATTTCATGCTGCAATTGCGGACCAGTCCTAACAGGCAATTCACAGACGCTCCCGGCCACCGTGATTTCATCAAGAACATGATCACTGGTACTTCCCAGGCCGATTGCGCTATCCTCATCATTGCCGCCGGTACTGGTGAGTTCGAGGCTGGTATCTCCAAGGATGGCCAGACCCGTGAGCACGCTCTGCTCGCCTACACCCTGGGTGTCAAGCAGCTCATCGTTGCCATCAACAAGATGGACACTGCCAACTGGGCCGAGGCTCGTTACCAGGAAATCATCAAGGAGACCTCCAACTTCATCAAGAAGGTCGGCTTCAACCCCAAGGCTGTTGCTTTCGTCCCCATCTCCGGTTTCAACGGTGACAACATGCTCCAGGCCTCCACCAACTGCCCCTGGTACAAGGGCTGGGAGAAGGAGACCAAGGCTGGCAAGTTCACCGGCAAGACCCTCCTTGAGGCTATCGATTCCATCGAGCCCCCCAAGCGTCCCACGGACAAGCCCCTCCGTCTTCCCCTCCAGGATGTCTACAAGATCGGTGGTATCGGAACAGTTCCCGTCGGCCGTATCGAGACTGGTATCCTCAAGCCCGGTATGGTCGTCACCTTCGCTCCCTCCAACGTCACCACTGAAGTCAAGTCCGTCGAGATGCACCACGAGCAGCTCGTCCAAGGGTGTTCCCGGTGACAACGTTGGTTTCAACGTCAAAAAACGTTTCCGTTAAGGAAATTCGCCGTGGTAACGTTGCCGGTGACTCCAAGAACGACCCCCCCATGGGTGCCGCTTCTTTCACCGCTCAGGTCATCGTCATGAACCACCCTGGCCAGG

Рост микромицета на чашке Петри – рисунок 24.

Рисунок 24 — Рост Trichoderma atrobrunneum штамм ВКПМ F-1434 на синтетическом бедном агаре (SNA) при 25°С в течении 7 дней

Микромицет Trichoderma Lixii T4/14 был выделен в 2014 году из биогумуса .

TGAGGAAGTAAAAGTCGTAACAAGGTCTCCGTTGGTGAACCAGCGGAGGGATCATTACCGAGTTTACAACTcCCCAAACCCAATGTGAACGTTACCAAACTGTTGCCTCGGCGGGATCTCTGCCCCGGGTGCGTCGCAGCCCCGGACCAAGGCGCCCGCCGGAGGACCAACCAAAACTCTTATTGTATACCCCCTCGCGGGTTTTTTTATAATCTGAGCCTTCTCGGCGCCTCTCGTAGGCGTTTCGAAAATGAATCAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGTTCTGGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAATTCAGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCACATTGCGCCCGCCAGTATTCTGGCGGGCATGCCTGTCCGAGCGTCATTTCAACCCTCGAACCCCTCCGGGGGGTCGGCGTTGGGGATCGGCCCTCCCTTAGCGGGTGGCCGTCTCCGAAATACAGTGGCGGTCTCGCCGCAGCCTCTCCTGCGCAGTAGTTTGCACACTCGCATCGGGAGCGCGGCGCGTCCACAGCCGTTAAACACCCAACTTCTGAAATGTtGACCTCGGATCAGGTAGGAATACCCGCTGAACTTAAGCATAT

Рост микромицета на чашке Петри – рисунок 25.

Рисунок 25 — Рост Trichoderma Lixii изолят T4/14 на синтетическом бедном агаре (SNA) при 25°С в течении 7 дней

Микромицет Trichoderma harzianum изолят 5/14 был выделен из ризосферы гороха посевного из почв Орловской области.

GATATGCTTAAGTTCAGCGGGTATTCCTACCTGATCCGAGGTCaACATTTCAGAAGTTGGGTGTTTAACGGCTGTGGACGCGCCGCGCTCCCGATGCGAGTGTGCAAACTACTGCGCAGGAGAGGCTGCGGCGAGACCGCCACTGTATTTCGGAGACGGCCACCCGCTAAGGGAGGGCCGATCCCCAACGCCGACCCCCCGGAGGGGTTCGAGGGTTGAAATGACGCTCGGACAGGCATGCCCGCCAGAATACTGGCGGGCGCAATGTGCGTTCAAAGATTCGATGATTCACTGAATTCTGCAATTCACATTACTTATCGCATTTCGCTGCGTTCTTCATCGATGCCAGAACCAAGAGATCCGTTGTTGAAAGTTTTGATTCATTTTCGAAACGCCTACGAGAGGCGCCGAGAAGGCTCAGATTATAAAAAAACCCGCGAGGGGGTATACAATAAGAGTTTTGGTTGGTCCTCCGGGCGGGCGCCTTGGTCCGGGGCTGCGACGCACCCGGGGCAGAGATCCCGCCGAGGCAACAGTTTGGTAACGTTCACATTGGGTTTGGGAGTTGTAAACTCGGTA

Рост микромицета на чашке Петри – рисунок 26.

Рисунок 26 — Рост Trichoderma harzianum изолят 5/14 на синтетическом бедном агаре (SNA) при 25°С в течении 7 дней

Штамм Fusarium oxysporum изолят Б/14 из коллекции кафедры микологии и альгологии МГУ (Россия) был выделен из плода огурца, больного фузариозной инфекцией.

GGAAGCCGCTGAGCTCGGTNAGGGTTCCTTCAAGTACGCCTGGGTTCTTGACAAGCTCAAGGCCGAGCGTGAGCGTGGTATCACCATCGATATTGCTCTCTGGAAGTTCGAGACTCCTCGCTACTATGTCACCGTCATTGGTATGTTGTCGCTCATGCTTCATTCTACTTCTCTTCGTACTAACATCACTCAGACGCTCCCGGTCACCGTGATTTCATCAAGAACATGATCACTGGTACTTCCCAGGCCGATTGCGCCATTCTCATCATTGCCGCGGTACTGGTGAGTTCGAGGCTGGTATCTCCAAGGATGGCCAGACCCGTGAGCACGCTCTTCTTGCCTACACCCTTGGTGTCAAGAACCTCATTGTCGCCATCAACAAGATGGACACCACCAAGTGGTCTGAGGCCCGTTACCAGGAGATCATTAAGGAGACCTCCTCTTTCATCAAGAAGGTCGGCTACAACCCCAAGGCTGTCGCTTTCGTCCCCATCTCCGGTTTCAACGGTGACAACATGCTTACCCCCTCCACCAACTGCCCCTGGTACAAGGGTTGGGAGCGTGAGATCAAGTCCGGCAAGCTCAGTGGCAAGACCCTCCTCGAGGCCATTGACTCCATCGAGCCCCCCAAGCGTCCCGTTGACAAGCCCCTCCGCCTTCCCCTCCAGGATGTCTACAAGATCGGTGGTATTGGAACGGTTCCCGTCGGCCGTATCGAGACTGGNGTCATCAAGCCTGGTATGGTCGTTACCTTCGCTCCTTCCAACGTCACCACTGAAGTCAAGTCCGTCGAGATGCACCACGAGCAGCTCACTGAGGGCCAGCCCGGNGACAACGTTGGTTTCAACGTGAAGAACGTNTCCGTCAAGGACCAAGTNNGCACAANCCTGCAAGTTACCACATTGCCTGCAAGTTACCACATTGCCTGCAAGTTACCACATTGCCTGCAAGTTACCACATTGCCTGCAAG

Рост микромицета на чашке Петри – рисунок 27.

Рисунок 27 — Рост Fusarium oxysporum изолят Б/14 на синтетическом бедном агаре (SNA) при 25°С в течении 7 дней

Fusarium oxysporum изолят MOS509 выделен из ризосферы огурца, пораженного корневыми гнилями, из теплицы на территории Орловской области в 2014 году.

Рост микромицета на чашке Петри – рисунок 28.

Рисунок 28 — Рост Fusarium oxysporum изолят MOS509 на синтетическом бедном агаре (SNA) при 25°С в течении 7 дней

Необходимо отметить, что представленные виды Fusarium oxysporum является опасным вредоносным возбудителем фузариоза и входят в число наиболее распространенных в России. В связи с этим, данное исследование приобретает не только научный, но и большой сельскохозяйственный интерес.

Fusarium fujikuroi изолят IMI 58289 был выделен из ризосферы огурца в условиях открытого грунта на территории Орловской области в 2013 году.

TCGGTAAGGGTTCCTTCAAGTACGCCTGGGTTCTTGACAAGCTCAAGGCCGAGCGTGAGCGTGGTATCACCATCGATATTGCTCTCTGGAAGTTCGAGACTCCTCGCTACTATGTCACCGTCATTGGTATGTTGTCGCTCATACTTCATCCTACTTCCTCATACTAACATATCATTCAGACGCTCCCGGTCACCGTGATTTCATCAAGAACATGATCACTGGTACTTCCCAGGCCGATTGCGCCATTCTCATCATTGCCGCCGGTACTGGTGAGTTCGAGGCTGGTATCTCCAAGGATGGCCAGACCCGTGAGCACGCTCTTCTTGCCTACACCCTTGGTGTCAAGAACCTCATCGTCGCCATCAACAAGATGGACACCACCAAGTGGTCTGAGGCCCGTTACCAGGAGATCATCAAGGAGACCTCCTCTTTCATCAAGAAGGTCGGCTACAACCCCAAGGCTGTCGCTTTCGTCCCCATCTCCGGTTTCAACGGTGACAACATGCTTACCCCCTCCACCAACTGCCCCTGGTACAAGGGTTGGGAGCGTGAGATCAAGTCCGGCAAGCTCTCCGGCAAGACCCTCCTCGAGGCCATTGACTCCATCGAGCCTCCCAAGCGTCCCGTTGACAAGCCCCTCCGTCTTCCCCTCCAGGATGTCTACAAGATCGGTGGTATTGGAACGGTTCCCGTCGGCCGTATTGAGACTGGTGTCATCAAGCCCGGTATGGTCGTTACCTTCGCTCCCTCCAACGTCACCACTGAAGTCAAGTCCGTCGAGATGCACCACGAGCAGCTCAGCGAGGGCCAGCCCGGTGACAACGTTGGTTTCAACGTGAAGAACGTCTCCGTCAAGGACATCCGACGTGGTAACGTCGCTGGTGACTCCAAGAACGACCCCCCCCAGGGTGCCGCTTCTTTCACCGCCCAGGTCATCGTCCTCAACCACCCCGGCCAGGT

Рост микромицета на чашке Петри – рисунок 29.

Рисунок 29 — Рост Fusarium fujikuroi изолят IMI 58289 на синтетическом бедном агаре (SNA) при 25°С в течении 7 дней

Известно, что Fusarium fujikuroi продуцирует широкий спектр вторичных метаболитов, среди которых гиббереллины, каротины, бикаверины и гидроксилированные антрахиноны (в основном, пигменты), поэтому представляет интерес исследование биологического потенциала изолята данного вида, который может стимулировать рост и развитие культурных растений.

Перед исследованием грибные культуры культивировали на картофельно-декстрозном агаре (PDA) с хлорамфениколом (400 мкг / мл) на чашках Петри, покрытых целлофаном при 25°С в течение 3 дней в атмосфере при циклических условиях освещения.

В качестве объектов исследования использовали следующие биопрепараты.

БиоОрганический раствор «Эликсир Урожая» (Тимирязевъ, Россия) является экологически-чистым удобрением, применяемым в растениеводстве, цветоводстве, садоводстве, огородничестве. Показывает отличные результаты увеличения урожайности плодовых, ягодных и огородных культур, а также стимулирует рост, развитие комнатных растений и цветов. В составе препарата содержатся комплексы почвенных микроорганизмов, включая бактерии рода Bacillus, Azotobacter, Pseudomonas, а также пептиды, поли- и олигосахариды, регуляторы роста микробного происхождения, витамины, L-аминокислоты, макро- (NPK) и микроэлементы в сбалансированном соотношении, комплекс гуминовых солей и кислот с наибольшей полезной активностью средства для предпосевной обработки гороха «Нигор» (Патент РФ 2463759), включающий в свой состав в том числе природные компоненты: салициловую кислоту, биофлавоноиды гречихи, источник магния.

Многими исследованиями показано, что препарат повышает урожайность и качество продукции, улучшает приживаемость рассады после пересадки, повышает устойчивость растений к заболеваниям, водному, температурному и гербицидному стрессам, стимулирует рост и развитие, повышает иммунитет и многое другое (рисунок 30).

Рисунок 30 – Товарная форма препарата «Эликсир Урожая»

Биопрепараты (Орловский ГАУ) на основе флавоноидов гречихи и метаболитов гриба триходерма. Для получения метаболитов использовали штамм гриба Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 из учебной коллекции кафедры биотехнологии ФГБОУ ВО Орловский ГАУ (рисунок 31).

Рисунок 31 – Штамм гриба Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 на питательной среде Чапека на чашке Петри

Данный микромицет найден в естественных условиях и выделен из почвы в 2014 году в Московской области Александровой А.В. В лаборатории биотехнологии ЦКП «Орловский региональный центр сельскохозяйственной биотехнологии» из него был получен путем ступенчатого клонирования селекционный штамм (клон), депонированный в ВКПМ под номером F-1434.

Из Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 готовили биопрепарат: культуральную жидкость после глубинного культивирования культуры Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 на среде Чапека в течение 14 дней отделяли от мицелия (проросших конидий) с титром 1*10⁸ конидий/мл.

Выделение биофлавоноидов проводили из соломы гречихи сорта Девятка. Гречиха посевная сорт «Девятка» включен в Госреестр селекционных достижений РФ в 2004 г., защищен патентом.
Метод создания. Многократный негативный и массовый отбор из комбинации Деметра (Д-12) x Молва (ОВ-5) по признакам габитуса и продуктивности. Тип роста детерминантный. Верхушечное соцветие – длинная кисть.

Среднеспелый, вегетационный период 83-95 дней. Характеризуется дружным цветение и созреванием. Устойчивость к полеганию и осыпанию высокая. Обладает повышенной устойчивостью к ранневесенним холодам, высоким температурам и засухе. Сорт высокоурожайный. Средняя урожайность в регионах допуска 1,78 т/га, на 0,07 т/га выше среднего стандарта. Максимальная урожайность 4,97 т/га получена в 2003 г. в Красноярском крае. На территории европейской части РФ высокая урожайность 3,8…4 т/га получена на сортоучастках Воронежской, Смоленской, Тульской, Владимирской и Курской областей.
Технологические и кулинарные качества высокие. Сорт крупноплодный, масса 1000 зерен 30-36 г. Пленчатость 20,9%, выравненность 52,4%, выход крупы 75,5%, выход ядрицы 68,1%, крупность крупы 82,2%.

Включен в список ценных по качеству сортов. Устойчивость к аскохитозу выше средней. Зона возделывания. Допущен к возделыванию в Центральном, Центрально-Черноземном, Северо-Кавказском, Уральском и Дальневосточном регионах России [Гречиха сорт «Девятка» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://vniizbk.ru/progress/varieties/16/54-nine.html– (Дата обращения: 29.02.20)].

Гречиха посевная Fagopyrum esculentum Mill. является высокоценной крупяной культурой. Содержит в себе витамины группы В (тиамин, рибофлавин). Помимо богатого белкового и микроэлементного состава, гречиха содержит флавоноиды, фенольные соединения, антоцианы и дубильные вещества, ее зерна издавна используется в качестве продукта диетического, лечебного и вегетарианского питания. Также гречиха посевная содержит органические кислоты, такую как яблочная и лимонная и хлорогеновая, которые отвечают за нормализацию метаболического обмена в организме. Важной особенностью является наличие флавоноидов, таких как рутин, кверцетин и апигенин.

Изучаемые препараты состояли из ранее созданного препарата Нигор, Эликсир урожая и их смеси в подобранных концентрациях с метаболитами Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434.

Штаммы фитопатогенных микроорганизмов рода Fusarium spp. были выделены в 2019 году из растений огурца закрытого грунта с признаками фузариозного увядания и фузариозной корневой гнили.

Объектами исследования являлись семена сельскохозяйственных культур.

Сорт гороха посевного «Фаранон». Передан на Государственное сортоиспытание в 2006 г. Селекционеры: П.М. Чекрыгин, И.Н. Безуглый, А.Д. Бекаревич, Н.П. Луценко, И.В. Кондыков, Н.Н. Кондыкова.
Метод создания: Создан совместно с Украинским институтом растениеводства им. В.Я. Юрьева методом многократного отбора из сложной гибридной популяции F3 (Таловец 60 x 616/88) x (Смарагд x Харьковский 85) x (Харьковский 85 x Смарагд) x Орлус. Характеристика: Разновидность persistens. Среднестебельный (длина стебля 65-100 см). Среднеспелый (вегетационный период 68-82 дня); безлисточковый (с усатым типом листа). Число узлов до первого соцветия 11-15. Прилистники и усы хорошо развиты. Максимальное число цветков и бобов на узле – три. Бобы слабоизогнутые, с тупой верхушкой, 3-6 семянные. Семена угловато-округлые, без признака неосыпаемости, с мелкими вдавлинами, светло-желтые. Рубчик семени черный. Содержание белка в семенах 23…25%.

Средняя урожайность семян за годы КСИ составила 3,18 т/га (у стандарта Орловчанин – 3,07 т/га), максимальная – 5,0 т/га. В Госсортоиспытании 2006 г. наиболее высокие показатели урожайности получены в Средневолжском регионе, так на Батайском сортоучастке при урожайности 4,9 т/га он превзошел стандарт Орловчанин на 0,9 т/га. Максимальная урожайность – 5,6 т/га получена на Заинском ГСУ в республике Татарстан.

Достоинство сорта:

высокая устойчивость к полеганию за счет усатого типа листа;

хорошо приспособлен к уборке прямым комбайнированием;

устойчив к засухе и корневым гнилям;

неосыпающиеся семена.

Зона возделывания. Рекомендуется к возделыванию в Центральном, Центрально-Черноземном, Нижневолжском, Средневолжском, Северо-Кавказском регионах России и в Республике Украина.
С 2008 года допущен к использованию в Средневолжском и Северо-Кавказском регионах.

Сорт ярового ячменя Раушан создан в НИИСХ центральных районов Нечерноземной зоны совместно с Татарским НИИСХ и НПФ «Российские семена». Родословная сорта: Индивидуальный отбор из гибридной популяции F2 (Grand Prix, Московский 3). Ботаническая характеристика: Разновидность нутанс. Куст полупрямостоячий. Растение среднерослое. Колос полупрямостоячий, цилиндрический, рыхлый, со слабым восковым налётом и салатовой окраской во время цветения. Ости длиннее колоса, зазубренные, со средней антоциановой окраской кончиков. Опушение основной щетинки зерна длинное. Зерновка округлая, средней крупности, с неопущенной брюшной бороздкой и охватывающим расположением лодикул. Окраска алеройного слоя белая. Масса 1000 зёрен 47–56 г. Биологические особенности: Сорт Раушан среднеспелый, вегетационный период 76–93 дня. По устойчивости к полеганию равен стандарту Зазерский 85, а по устойчивости к засухе превосходит его. Слабовосприимчив к пыльной и твёрдой головне, сетчатой пятнистости, корневым гнилям и ринхоспориозу. Коммерческая ценность: Высокий потенциал продуктивности сорта Раушан и отличные качества делают сорт вполне конкурентоспособным в местах его допуска к использованию. Экологически пластичен. Хорошо реагирует на внесение удобрений, но на высоких азотных фонах склонен к полеганию. Внесён в список пивоваренных сортов. Содержание белка 9,9–14,8%. Экстрактивность 79–81%. Выход зерна составляет 90–92%, прорастаемость на 5–й день 95–97%.

Сорт мягкой озимой пшеницы Московская 39 создан НИИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны (НИИСХ ЦРНЗ). Авторы: Б.И. Сандухадзе, Е.Т. Вареница, Г.В. Кочетыгов и другие.

Разновидность эритроспермум. Куст промежуточный, соломина полая, средней толщины, флаговый лист имеет восковой налёт. Колос веретеновидный, средней плотности, белый, ости прямые, длиной 6–7 см. Масса 1000 зёрен 34-42 г. Зерно красное, удлинённояйцевидной формы.

Биологические особенности. Сорт среднеспелый, вегетационный период 305-308 дней. Зимостойкость и морозоустойчивость на уровне стандарта, устойчив к ранневесенней засухе. Устойчив к полеганию, высота растений 91-100 см. Устойчив к твёрдой головне, снежной плесени и септориозу, в средней степени поражается бурой ржавчиной и мучнистой росой. Обладает высокими хлебопекарными качествами, содержание белка выше стандарта на 1,5-2,0% и клейковины — на 6-8%.

Московская 39 признана лучшим сортом озимой пшеницы по итогам Международного испытания в Канаде в 1998-2000 г. Сорт Московская 39 предназначен для получения продовольственного зерна (сильная пшеница) в Центральном, Центрально-Черноземном регионах России. Обладает высокой технологичностью возделывания, отзывчив на удобрения, практически не полегает, имеет повышенные показатели в производстве. Сбор высококачественного зерна составляет 35-50 ц с 1 га.

Сорт ярового ячменя Грейс. Включен в Госреестр по Центральному и Центрально-Черноземному регионам. Рекомендован для возделывания в Брянской, Московской, Тульской, Липецкой и Орловской областях. Разновидность нутанс. Куст промежуточный. Влагалища нижних листьев без опушения. Антоциановая окраска ушек флагового листа слабая — средняя, восковой налет на влагалище средний — сильный. Растение короткое — средней длины. Колос цилиндрический, рыхлый — средней плотности, без воскового налета. Ости длиннее колоса, зазубренные, с антоциановой окраской кончиков средней интенсивности. Первый сегмент колосового стержня средней длины, со слабым — средним изгибом. Стерильный колосок параллельный. Опушение основной щетинки зерновки длинное. Антоциановая окраска нервов наружной цветковой чешуи слабая — средняя, зазубренность внутренних боковых нервов наружной цветковой чешуи очень слабая — слабая. Зерновка от крупной до очень крупной, с неопушенной брюшной бороздкой и охватывающей лодикулой. Масса 1000 зерен 39-50 г. Средняя урожайность в регионах допуска — 35,6 ц/га. Среднеспелый, вегетационный период 70-85 дней, созревает одновременно с сортами Раушан и Ксанаду и на 3-5 дней раньше сорта Атаман. Устойчив к полеганию. По засухоустойчивости в год проявления признака уступает стандартным сортам на 0,5-1,0 балла. Пивоваренный. Восприимчив к гельминтоспориозу. В зоне районирования пыльной головней поражался сильно.

В качестве «положительного» контроля в исследовании использовали протравитель «Скарлет» по общепринятой норме.

Скарлет — фунгицидный протравитель, предназначенный для предпосевной обработки семян зерновых культур, кукурузы, рапса, сои, подсолнечника против широкого спектра болезней.

Преимущества препарата:

превосходит большинство протравителей семян по широте спектра действия за счет комбинации двух действующих веществ;
обеспечивает высокий уровень фунгицидной активности, в том числе против гельминтоспориозной и фузариозной корневых гнилей, мучнистой росы, плесневения семян, септориоза и др.;
оказывает продолжительное защитное действие от прорастания семян до фазы выхода в трубку и флаг-листа;
стимулирует развитие колеоптиля, формирование мощной корневой системы;
повышает засухо- и морозоустойчивость;
исключаются потери препарата при транспортировке и севе;
сохраняется стабильность рабочего раствора неограниченно долгое время;
присутствие имазалила снижает вероятность возникновения резистентности.^[

В качестве «отрицательного» контроля использовали семена исследуемых сельскохозяйственных культур, обработанные водой. необработанные семена.

Варианты обработок в исследовании:

Контроль без обработки
Пестицид «Скарлет»
«Эликсир урожая»
«Нигор»
«Эликсир урожая» +«Нигор»

2.2 Методы исследования

Прямой конфронтационный анализ Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 против Fusarium oxysporum тестировали методом двойной культуры на PDA (Zhang, et al 2017). Мицелиальные блоки (диаметром 5 мм), вырезанные из активно растущих краев колоний свежих субкультивированных штаммов Trichoderma atrobrunneum штамм ВКПМ F-1434 и Fusarium oxysporu помещали на чашки Петри с PDA на расстоянии 5 см друг от друга. В контрольном измерении, рост фитопатогенного микроорганизма проводили без Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434. Затем чашки Петри помещали в термостат и выдерживали в течение 7 дней при 25 ° С.

Процент ингибирования (I%) роста Fusarium oxysporum на 5 и 10 сутки культивирования был рассчитан по формуле:

I% = (C – T) / C × 100, где

C — средний радиус роста Fusarium oxysporum в контроле;

T — средний радиус роста Fusarium oxysporum в двойной культуре.

Для тестирования антагонистической активности грибов рода Trichoderma (You, et al, 2016) брали биомассу микромицета из активно растущих краев колоний и инокулировали в колбу на 250 мл, содержащую 50 мл жидкой картофельно-декстрозной среды и культивировали глубинным способом в течение 7 дней при 200 об / мин и 27°С. Надосадочную жидкость (споровую суспензию) культуры фильтровали через фильтр 0,22 мкм (Merck Millipore, Германия), затем смешивали с питательной средой PDA в соотношении 10% (об./об.). Затем мицелиальный блок грибов рода Fusarium инокулировали на чашки Петри с PDA, выдерживали в течение 3 дней при 25°С в термостате.

Антагонистическую активность (I%) грибов рода Trichoderma против грибов рода Fusarium рассчитывали по формуле:

I (%) = (C – R) / C × 100, где

C – среднее значение радиуса роста Fusarium в контроле (без добавления споровой суспензии грибов рода Trichoderma;

R — среднее значение радиуса роста Fusarium в опытном варианте.

Споровые суспензии антагонистов для исследования готовили следующим образом. Наращивали биомассу исследуемых микроорганизмов на плотных питательных средах PDA на чашках Петри, инкубировали в течение 72 ч в термостате при температуре 27°С до стадии активного спорулирования. Затем смывом получали водную суспензию конидий с титром (10⁸ клеток (конидий) / мл) согласно методам [Коломбет, Л.В.,2007].

Определение ферментативной активности. Литическую активность антагонистов определяли с помощью экспресс-тестов: наличие липазы – на желточном агаре, хитиназы – на синтетической среде с хитином, протеиназы – на молочном агаре. О способности антагониста продуцировать экзофермент судили по наличию маслянистого перламутрового слоя над и вокруг колонии (2-недельной) (тест на липазу); образованию зоны просветления вокруг колонии (тест на хитиназу и протеиназу) [De la Cruz‑Quiroz R.,, et al., 2017].

Определение стимулирующего и фунгицидного влияния обработки семян огурца суспензиями антагонистов. Перед обработкой семян огурца водными суспензиями антагонистов их предварительно замачивали в 0,05%-ном растворе KMnO₄ в течение 2 ч и оставляли просохнуть при комнатной температуре. Затем семена замачивали в водных суспензиях антагонистов (10⁷ спор/г) на 2 часа и в стерильной воде (контроль) на то же время. Обработка семян KMnO₄ способствует гибели вегетативных клеток многих бактерий и грибов, существенно уменьшая общую микробную численность и, тем самым, позволяет развиваться популяциям микробов-антагонистов на их поверхности. Через сутки после обработки семена помещали во влажную камеру и выдерживали при 25^○С. Энергию прорастания и лабораторную всхожесть на 6 — сутки определяли согласно требованиям ГОСТ 12038-84.

Дальнейшее проращивание семян огурца для оценки ростостимулирующих свойств проводили в лабораторных условиях на инфекционном фоне в пластиковых кюветах с почвой при комнатной температуре и систематическом (каждые 2 дня) поливе. Особенности взаимоотношений между антагонистами и фитопатогенами (развитие / подавление) в почве проверяли следующим образом: в пластиковые кюветы с посевами 7-суточных семян огурца, обработанных суспензиями антагонистов, методом полива вносили 50 мл водной суспензии грибов рода Fusarium, титр которых выше, чем у антагониста (10⁹ конидий / мл). Численность фитопатогенов и антагонистов на 1 г почвы определяли методом высева почвенной суспензии на среду Чапека в чашки Петри и подсчета выросших колоний каждые пять дней.

Морфометрические параметры оценивали по стандартным методикам.

Распространенность фузариозной инфекции учитывали в фазу активного плодоношения на 40 день вегетации проводили комбинированным методом (Чумакова, 1974).

Опыты сопровождались лабораторно-полевыми наблюдениями, учетами и анализами, в соответствии с методическими указаниями Б. А. Доспехова (1985), Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1971), П. Г. Найдина (1969) и Л. Л. Балашева [Билай В.И.1982; Билай В.И.1980; Методы почвенной микробиологии и биохимии: Учебное пособие/ Под ред. Д.Г. Звягинцева,1991].

Для выявления антагонизма (влияния на рост грибного мицелия) изучаемого штамма и контрольных микробных препаратов к фитопатогенным микроорганизмам рода Fusarium использовали метод укола.

Размножение чистых грибных культур для получения достаточного количества спорового инокулюма проводили на картофельно-глюкозном бульоне. Выращивали грибы в условиях световой комнаты при температуре 25^○С, при 16-часовом фотопериоде и интенсивности света 3000 лк. Пересадку микроорганизма осуществляли на 5-7 сутки в ламинарном боксе. В глубинной культуре концентрация спор составляла 10⁵ спор/мл.

Суспензию спор грибов каждого вида тест-системы смывали стерильной водой с колоний 10-14 суточного возраста (100 мкл при плотности спор 10⁵спор/мл – 0,5 ЕД по оптическому стандарту мутности Мак-Фарланда) и распределяли по поверхности среды в чашках Петри на среде Чапека.

Затем на агаровую поверхность производили посев суточной биомассы микробов-антагонистов уколом. Чашки инкубировали в термостате при температуре 28^○С в течение 3-5 суток. Контролем служили газоны фитопатогенов, посеянные одновременно с экспериментальными, но к которым не добавляли исследуемые микробные биопрепараты.

Учитывали следующие показатели: наличие и интенсивность роста фитопатогенных грибов. Измеряли диаметр зон ингибирования роста, образовавшихся вокруг лунки. Наличие стерильных зон подавления грибного мицелия вокруг лунок свидетельствовало о фунгицидном действии исследуемых биопрепаратов.

Фунгистатическое действие исследуемых штаммов на грибы оценивали по величине диаметра зоны задержки роста грибов вокруг колонии штамма.

Определение стимулирующего и фунгицидного влияния обработки семян. Семена обрабатывали полусухим способом биопрепаратами. Контрольные семена обрабатывали водой.

Через сутки после обработки семена помещали во влажную камеру и выдерживали при 25^○С. Учет развития гриба на семенах проводили через 3 суток, а измерение длины корня и ростка – через 6 суток после размещения во влажной камере.

Семена огурца в течение 2 часов обрабатывали экстрактом, разбавленным до концентрации 10^-6, 10^-7, 10^-8, 10^-9 % относительно исходной. Проращивание проводили в лабораторных условиях в рулонах фильтровальной бумаги при температуре 21-25^○С.

Методика выделения суммы биофлаваноидов из гречихи посевной. Биофлавоноиды выделяли из вегетативной массы гречихи посевной вида Fagopyrum esculentum Mill. Перед экстракцией взвешивали 100 г вегетативной массы гречихи посевной, предварительно измельченной на мельнице и высушенной до 8%. Для 100 граммов навески массы гречихи брали 1 литр 70% этилового спирта и экстрагировали в течение 5 часов. Экстракцию проводили в аппарате Сокслета. Экстракция происходит непрерывно, растворитель 70% этиловый спирт циклично переходит из колбы в насадку и, проэкстрагировав часть вещества, возвращается в колбу. Один цикл составляет от 10 до 15 минут, от момента наполнения сифона до его перелива. Экстракция проходила в течение 5 часов, количество циклов 20.

Количественный анализ биофлаваноидов гречихи. Для оценки количественного содержания суммы флавоноидов, содержащихся в траве гречихи посевной, использовали метод дифференциальной спектрофотометрии с комплексообразователем AlCl_3.

Расчет содержания суммы флавоноидов в гречихе посевной проводили при длине волны λ = 362 нм. Содержание суммы флавоноидов в пересчете на ГСО рутин и абсолютно сухое сырье в процентах (X) вычисляли по формуле 1:

, где

D – оптическая плотность испытуемого раствора; D_o – оптическая плотность раствора ГСО рутина; m – масса сырья, г; m_о – масса ГСО рутина, г; W – потеря в массе при высушивании в процентах.

Разделение компонентного состава биофлаваноидов гречихи методом тонкослойной хроматографии. На линию старта пластинки «Сорбфил–ПТСХ-АФ-А-УФ» микропипеткой наносят 0,02 мл извлечения в виде пятен диаметром около 5 мм. Около 0,02 мл извлечения с помощью микропипетки наносят на стартовую линию, проведенную на расстоянии 1,5-2 см от нижнего края хроматографической пластинки «Сорбфил–ПТСХ-АФ-А-УФ». Пластинку с нанесенными пробами высушивают на воздухе, затем помещают в хроматографическую камеру, которую предварительно насыщают смесью растворителей и хроматографируют восходящим способом. Когда фронт растворителей пройдет около 8 см, пластинку вынимают из камеры, сушат на воздухе в течение 5 минут. Детекцию веществ осуществляли в УФ-свете (254 нм и 366 нм). Пластинки «Сорбфил ПТСХ-АФ-А-УФ» (ТУ 26-11-17-89) разрезают поперек линий накатки соответственно на 2 части размером 10х5 см и перед использованием активируют в сушильном шкафу при 100-105^оС в течение 1ч.

Определение чувствительности фитопатогена Fusarium oxysporum в отношении биофлаваноидов гречихи диско-диффузионным методом. Cтерильные бумажные диски, пропитанные исследуемыми экстрактами рутина, кверцетина, хлорогеновой кислотой и биопрепаратом под торговой маркой «РутиФлав» и инфицированные фитопатогеном Fusarium oxysporum помещали на чашки Петри со стандартной средой Чапека, в качестве контроля использовали диски с амфотерицином В. Величину диаметра зоны подавления роста тест — культур оценивали на 2-3 сутки.

Определяли лабораторную всхожесть, энергию прорастания семян. На 3-и, 7-е, 10-е, 14-е сутки измеряли длину корешков и проростков у растений огурца. На 10-е и 14-е сутки оценивали длину надземной части и главного корня, определяли сырую биомассу.

В лабораторных условиях устанавливали влияние изучаемых препаратов на рост и развитие проростков гороха и ячменя. Оценка семян на биологическую полноценность и фитоэкспертиза семян проводилась до и после обработки изучаемыми препаратами.

Лабораторную оценку производили по показателям энергии прорастания, всхожести, длине проростков, степени зараженности возбудителями болезней. Определение энергии прорастания, лабораторной всхожести и других показателей качества семян проводили по действующим ГОСТам (ГОСТ 12038-84, ГОСТ 12042-80, ГОСТ 12037-81). (1968) и др.

Энергия прорастания и всхожесть семян определялись по ГОСТу – 12038-84 (1991). Для определения этих показателей от семян культуры брали по четыре пробы в количестве по 100 штук от каждого варианта опыта. Семена укладывали на двухслойные полоски увлажненной фильтровальной бумаги, шириной 10 см, длиной 110 см на расстоянии 1–1,5 см друг от друга зародышами вниз на расстоянии 2–3 см от верхнего края полоски. Сверху накрывали еще одной полоской фильтровальной бумаги. Полосы скатывали в рулон, устанавливали в растильню с небольшим количеством воды и помещали в термостат на 7 дней при температуре 20 С. Энергия прорастания семян яровой мягкой пшеницы и ячменя определялась через трое суток, всхожесть – через семь, а семян твердой яровой пшеницы через четыре и восемь суток соответственно. Величина этих показателей определялась как среднее арифметическое четырех проб.

Полевые опыты закладывались по общепринятой методике на делянках с учетной площадью 10 кв. м в шестикратной повторности в НОПЦ «Интеграция». Размещение рендомизированное. Технология выращивания – общепринятая в условиях Орловской области (рисунок 32).

Рисунок 32 – Деляночный опыт в НОПЦ «Интеграция»

В процессе вегетации растений делались наблюдения и учеты в соответствии с Методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971).

Учет полевой всхожести проводили в период полных всходов. Изучалось влияние обработки семян на динамику их роста, пораженность болезнями. В течение вегетации в фазу всходов проводили учет пораженности опытных растений корневыми гнилями (грибами рода Fusarium).

Результаты лабораторных и полевых опытов кроме тех, для которых достоверность определялась по соответствующим стандартам, подвергали математической обработке методом дисперсионного анализа для выявления степени достоверности полеченных между вариантами отличий.

Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета Microsoft Office 2010 (Excel). Все опыты проводились в пятикратной повторности.

2.2.1 Определение активности каталазы.

Приборы и оборудование. Весы лабораторные, центрифуга типа ОП-8, термостат, фарфоровая ступка с пестиком, конические колбы на 50, 150, 250 мл, мерные стаканы, мерный цилиндр на 25мл, стеклянные пипетки на 1, 2,5 мл.

Реактивы. Ацетатный буфер рН 5,4:0,2М ацетата натрия и 0,2М уксусной кислоты, 1%-я перекись водорода, 10%-ая серная кислота.

Методика. Для определения активности каталазы была использована методика, основанная на измерении объема выделившегося кислорода после прибавления к водному экстракту каталазы перекиси водорода. Количество выделившегося кислорода измеряют в специальном приборе. Для определения активности каталазы навеску листьев пшеницы, растирали в фарфоровой ступке с молотым стеклом в 20 мл фосфатного буферного раствора с рН 7.8. Полученную массу переносили в мерную колбу на 100 см3, доводили до метки буферным раствором, переносили взвесь в коническую колбу и помещали её на механический встряхиватель на 30 минут. Далее суспензию переносили в реакционный сосуд прибора, прибавляли против вспенивания 3-5 капель толуола. Затем помещали туда маленький стаканчик с 3 см3 3 %-й НаСЬ. Реакционный сосуд соединяли с остальной частью прибора и запускали связанную с реакционным сосудом 1 магнитную мешалку (скорость 600 об./мин), которая опрокидывала стаканчик с перекисью водорода, запуская тем самым реакцию. Объем выделившегося кислорода регистрировали с 3-ей по 15-ю минуту после начала реакции с интервалом 3 мин. Затем выстраивали кинетические кривые зависимости объема выделившегося О2 от времени и аппроксимировали их функцией вида у=а-Lп(x)+b. В качестве исходного показателя активности каталазы использовали предлогарифмический коэффициент а. Для того чтобы нивелировать влияние колебаний навески на результат эксперимента коэффициент а делили на массу навески, получая, таким образом, приведенный предлогарифминеский коэффициент, являющийся окончательным показателем активности каталазы.

2.2.2 Колориметрический метод определения активности пероксидазы.

Приборы и оборудование. Весы лабораторные, фотоэлектроколориметр КФК-22, центрифуга типа ОП-8, термостат, фарфоровая ступка с пестиком, конические колбы на 50, 150, 250 мл, мерные стаканы, мерный цилиндр на 25мл, кварцевые кюветы.

Реактивы. Ацетатный буфер рН 5,4:0,2М ацетата натрия и 0,2М уксусной кислоты; раствор бензидина: готовят на ацетатном буфере( в мерную колбу на 200 см³ наливают примерно 100 см³ дисттиллированной воды, прибавляют 2,3см³ ледянной уксусной кислоты 184 мг бензидина; колбу нагревают на водяной бане при 60°С, постоянно взбалтывая; после полного растворения бензидина в колбу добавляют 5,45 г уксуснокислого натрия, олаждают и доводят водой до метки; 0,3%-я перекись водорода.

Методика. Для определения активности пероксидазы растительный материал измельчали в ступке с молотым стеклом в 20 мл ацетатного буферного раствора с рН 4.8 и центрифугировали с частотой 4000 об./мин в течение 15 минут, затем отделяли надосадочную жидкость и вели дальнейшие эксперименты с ней (в дальнейшем — экстракт пероксидазы). Для определения активности пероксидазы была использована методика [5], основанная на окислении бензидина перекисью водорода под действием пероксидазы. В кювете спектрофотометра КФК-2 смешивали 1.95 мл ацетатного буферного раствора с рН 4.8, 0.05 мл экстракта пероксидазы, 1 мл 3%-й перекиси водорода и 1 мл 0.005 М раствора бензидина. После добавления бензидина сразу включали секундомер и записывали его показания после того, как оптическая плотность реакционной смеси на длине волны 490 нм достигала 0.15. Активность пероксидазы рассчитывали по формуле А=Dабв/(сt), где

D-оптическая плотность растворв, D=0,15; а-степень разбавления навески в экстракте, к массе сырой ткани, мл/г; б-степень разбавления экстракта, взятого для реакции; с-длина оптического пути в кювете, с=1см, с; в-степень разбавления экстракта в реакционной смеси; t-время в секундах, требующееся реакционной смеси для достижения оптической плотности D=0,15.

2.2.3. Метод определения активности супероксиддисмутазы.

Приборы и оборудование. Весы лабораторные, фотоэлектроколориметр КФК-22, центрифуга типа ОП-8, фотореактор.

Реактивы: 1) дигидроортофосфат калия, М=136г/моль; 2)гидроксид калия, М=56г/моль; 3) метионин, М=149г/моль; 4)ЭДТА, динатриевая соль, М=416г/моль; 5)нитросиний тетразолий, М=818г/моль; 6)рибофлавин, М=376г/моль.

Методика. Для определения активности супероксиддисмутазы (СОД) растительный материал измельчали в ступке с молотым стеклом в 25 мл фосфатного буферного раствора с рН 7.8 и центрифугировали с частотой 7000 об./мин в течение 15 минут, затем отделяли надосадочную жидкость и вели дальнейшие эксперименты с ней (в дальнейшем – экстракт СОД). Для определения активности СОД была использована методика, основанная на ингибировании восстановления нитросинего тетразолия.

Реакционная среда, общим объемом 2.5 мл содержала 50 мМ фосфатного буфера с рН 7.8, 13 мМ L-метионина, 75 мкМ нитросинего тетразолия, 2 мкМ рибофлавина, 0.1 мМ ЭДТА и 0.5 мл экстракта СОД. Рибофлавин добавляли в последнюю очередь и облучали контрольные и опытные пробирки светом люминесцентной лампы, мощностью 30 Вт. Через 15 мин. Реакцию прекращали, выключая лампу, затем измеряли оптическую плотность растворов на спектрофотометре КФК-2 при длине волны 540 нм. Необлученная реакционная смесь не окрашивалась и служила базовой линией для спектрофотометра. Реакционная смесь, лишенная фермента приобретала интенсивное пурпурное окрашивание в результате максимального восстановления нитросинего тетразолия. Интенсивность окрашивания смеси, содержащей супероксиддисмутазу, была невысока и зависела от активности фермента.

Активность СОД рассчитывали по формуле: А_СОД=(D‾_контр— D‾_х)/ D‾_контр(V_реакц._смесиV_{экстракта})/(V_{для реакции}m_{навески}),

где АСОД-акктивность супероксиддисмутазы, D‾контр-среднее арифметическое из оптических плотностей контрольных растворов, D‾х-среднее арифметическое из оптических плотностей растворов с содержанием экстракта, Vреакц.смеси-общий объем реакционной смеси, Vэкстракта-объем экстракта, Vдля реакции –объем экстракта, взятого для реакции; mнавески-масса навески биологического материала.

2.2.4 Определение лабораторной всхожести семян.

Лабораторная всхожесть считается одним из важнейших показателей. Чем меньше разница между величиной энергии прорастания и всхожестью, тем выше качество семян.

Для определения всхожести подряд, без выбора, с помощью пневматических счётчиков или вручную отсчитывают 4 пробы по 100 семян.

Семена проращивают в растильнях, чашках Петри, помещая их в термостат, где поддерживают температуру, установленную для каждой культуры. Растильни, чашки Петри моют горячей водой с моющим средствами, ополаскивают 1%-ным раствором перманганата калия, а затем водой. В качестве подстилки (ложа) использовали кварцевый песок. Перед использованием песок промывают, прокаливают для обеззараживания и просеивают через сито.

Подготовленным песком наполняют растильню на 2/3 её высоты, семена раскладывают рядами на расстоянии 0,5-1,5 см одно от другого, трамбовкой вдавливая в песок на глубину равную их толщине при температуре 20°С. В каждую пробу семян кладут этикетку с указанием регистрационного номера средней пробы, номера проращиваемой пробы дат учёта энергии прорастания и всхожести.

Как правило, семена проращивают в темноте. В термостатах следует поддерживать рекомендуемую температуру, проверяя её три раза в день утром, в середине дня и вечером (температура не должна отклонятся от установленной более чем на±2°С).

Оценку и учёт проросших семян при определении энергии прорастании и всхожести проводят через 3 и 7 суток, соответственно. При учёте энергии прорастания подсчитывают и удаляют только нормально проросшие и явно загнившие семена, а при учёте всхожести отдельно подсчитывают нормально проросшие, набухшие, твёрдые, загнившие и ненормально проросшие семена. Показатели энергии прорастания и всхожести вычисляют в процентах.

РАЗДЕЛ 3. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭКЗОМЕТАБОЛИТОВ TRICHODERMA И БИОФЛАВОНОИДОВ ГРЕЧИХИ НА ФИТОПАТОГЕННЫЕ ВОЗБУДИТЕЛИ БОЛЕЗНЕЙ

3.1 Изучение эффективности экзометаболитов Trichoderma Atrobrunneum ВКПМ F-1434 в отношении фитопатогенных возбудителей болезней

3.1.1 Определение антагонистической активности грибов рода Trichoderma

Для оценки степени проявления антагонистической активности и механизмов действия на фитопатогены исследовали влияние антагонистов Trichoderma atrobrunneum штамм ВКПМ F-1434, Trichoderma Lixii изолят T4/14, Trichoderma harzianum изолят 5/14, на штаммы фитопатогенных грибов Fusarium oxysporum изолят Б/14, Fusarium oxysporum изолят MOS509, Fusarium fujikuroi изолят IMI58289 в условиях in vitro методом двойных культур.

Результаты исследований показали, что в контроле все фитопатогенные микроорганизмы интенсивно разрастались по чашке Петри и занимали практически всю площадь чашки Петри, при этом они образовывали хорошо развитый воздушный мицелий с ярким пигментом.

Большинство антагонистов сдерживали рост и развитие фитопатогенных микроорганизмов, у которых в некоторых случаях терялась способность образовывать развитый воздушный мицелий и вырабатывать пигмент (таблица 2).

Отмечено, что все антагонисты в двойной культуре способны ингибировать рост фитопатогенов, при этом гриб T. atrobrunneum ВКПМ F-1434 на 10-сутки культивирования с фитопатогенными микроорганизмами показал наибольшую степень ингибирования (100%); T. Lixii изолят T4/14 в отношении F. fujikuroi изолят IMI 58289 – 100%; T. harzianum изолят 5/14 в отношении F. fujikuroi изолят IMI 58289 – 84%. T. Lixii изолят T4/14 и T. harzianum изолят 5/14 имели очень низкий уровень ингибирования F. oxysporum изолят Б/14, F. oxysporum изолят MOS509 (<60%).

Таблица 2 – Процент ингибирования роста колоний грибов рода Fusarium антагонистами в двойной культуре, %

Штаммы-антагонисты	F. oxysporum изолят Б/14		F. oxysporum изолят MOS509		F. fujikuroi изолят IMI 58289
	сутки		сутки		сутки
	5	10	5	10	5	10
T. atrobrunneum штамм ВКПМ F-1434	39,1±0,14	100	47,5±0,51	100	77,2±	100
T.Lixii изолят T4/14	27,6±0,36	42,6±0,21	28,7±0,5	59,0±0,62	78,3±0,25	100
T. harzianum изолят 5/14	28,2±0,11	34,8±0,08	28,1±0,16	54,2±0,32	63,8±0,11	84,6±0,65

По результатам визуального скрининга антагонистической активности исследуемых штаммов фитопатогенных микроорганизмов по отношению к грибам рода Trichoderma отмечали два механизма воздействия:

— образование зоны антагонистического действия – зоны сдерживания роста патогена (антагонизм);

— использование антагонистом патогена в качестве субстрата, захват большой площади питательной среды и рост на патогене – гиперпаразитизм [148, 150].

Кроме того, следует отметить, что все штаммы фитопатогенных микроорганизмов в присутствии антагонистов не образовывали плотного воздушного мицелия по сравнению с контрольными.

3.1.2 Определение гиперпаразитарной активности грибов рода Trichoderma

Изучение гиперпаразитарной активности грибов рода Trichoderma необходимо для исследования потенциала экзометаболитов, продуцируемых ими. Результаты ингибирования роста колоний грибов рода Fusarium на питательных средах PDA с исследуемыми антагонистами представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Процент ингибирования роста колоний грибов рода Fusarium на питательных средах с исследуемыми антагонистами, %

Штаммы-антагонисты	F. oxysporum изолят Б/14		F. oxysporum изолят MOS509		F. fujikuroi изолят IMI 58289
	сутки		Сутки		сутки
	5	10	5	10	5	10
T. atrobrunneum штамм ВКПМ F-1434	68,9±0,21	100	67,2±0,38	100	70,7±	100
T. Lixii изолят T4/14	58,4±0,58	66,7±0,25	59,5±0,65	69,5±0,58	64,9±0,58	94,5±0,11
T. harzianum изолят 5/14	56,8±0,36	69,5±0,28	58,1±0,38	61,9±0,54	62,4±0,65	74,2±0,65

Результаты определения гиперпаразитарной активности среди исследуемых грибов рода Trichoderma коррелируют с ранее показанными данными по определению антагонистической активности методом двойных культур. Экзометаболиты всех исследуемых антагонистов в составе питательной среды способны ингибировать рост фитопатогенов, при этом гриб T. atrobrunneum штамм ВКПМ F-1434 на 10-сутки культивирования с фитопатогенными микроорганизмами также показал наибольшую степень ингибирования (100%); T. Lixii изолят T4/14 и T. harzianum изолят 5/14 имели высокий уровень ингибирования (61-94%).

Таким образом, в результате проведенных исследований по определению антагонистической и микопаразитической активности микромицетов рода Trichoderma установлено, что микробы-антагонисты показали разную степень ингибирования в зависимости от времени инкубации (5-е или 10-е сутки) и вида фитопатогена. Отмеченные способности к антагонизму и гиперпаразитизму свидетельствуют о полифункциональном механизме воздействия на патогены – они способны не только сдерживать и подавлять рост фитопатогенных грибов рода Fusarium посредством выделения антагонистических веществ, но также способны использовать мицелий в качестве субстрата.

3.1.3 Определение активности ферментов грибов рода Trichoderma, связанных с микопаразитизмом

Известно, что грибы рода Trichoderma являются гиперпаразитами по отношению ко многим фитопатогенным микроорганизмам [137]. Ингибирование роста патогенов грибами является их родовым признаком и обусловлено способностью микопаразита гидролизовывать клеточные стенки фитопатогенных грибов и использовать их в качестве субстрата за счет продуцируемых ферментов и выделяемых различных соединений.

У исследуемых антагонистов проверяли активность образования литических ферментов, с помощью которых осуществляется способность к микопаразитизму. Именно литические ферменты ответственно за способность антагонистов не только гидролизовывать сложные органические соединения, давая им преимущества, но и гидролизовывать клеточные стенки патогенов, используя их как субстрат.

Исследовали штаммы антагонисты на наличие трех основных литических ферментов – хитиназы, липазы и протеиназы. Липаза катализирует расщепление сложноэфирных связей в липидах, хитиназа отвечает за деградацию хитина до мономеров и N-ацетилглюкозаминов, протеиназы катализируют гидролитическое расщепление белков как растительного так и животного происхождения.

Результаты определения ферментативностой активности исследуемых штаммов-антагонистов представлены в таблице 4.

В нашем исследовании все виды Trichoderma способны продуцировать литические ферменты. У T. atrobrunneum штамм ВКПМ F-1434 степень проявления липазной и хитиназной активности сильная, протеиназаная средняя. Штаммы T. Lixii штамм T4/14 и T. harzianum штамм 5/14 обладают средней липазной и хитиназной активностями, слабой – протеиназной. Что и подтверждает данные, микопаразитарной способности штаммов внутри видов [9].

Таблица 4 – Способность к образованию литических ферментов у исследуемых штаммов-антагонистов

Штаммы-антагонисты	Активность фермента
Штаммы-антагонисты	липазы	протеиназы	хитиназы
T. atrobrunneum штамм ВКПМ F-1434	++++	+++	++++
T. Lixii изолят T4/14	+++	++	+++
T. harzianum изолят 5/14	+++	++	+++

Примечание. Степень проявления ферментативной активности определяли визуально: — отсутствие; + очень слабая; ++ слабая; +++средняя; ++++ сильная

Таким образом, в результате проведенных исследований показано, что все исследуемые штаммы-антагонисты способны к антагонизму и гиперпаразитизму. Перспективным штаммом является T. atrobrunneum ВКПМ F-1434.

3.2 Изучение влияния биофлавоноидов гречихи: хлорогеновая кислота, рутин, кверцетин на развитие гриба F. Oxysporum, вызывающего корневые гнили гороха, in vitro

3.2.1 Выделение биофлаваноидов гречихи

Извлечение фенольных соединений проводили обработкой предварительно измельченной гречихи, хлороформом, а затем 70%-ным этанолом. Выход фракции составил 5,8 %. Поскольку агликонов и гликозидов имеют различную растворимость, соотвественно, флавоноиды извлекали последовательно экстрагентами разной полярности. С помощью избирательной экстракции было проведено фракционирование этанольного экстракта: извлечение последовательно обрабатывали этанолом, хлороформом, бензолом, петролейным эфиром, этилацетатом и ацетоном соответственно.

Затем полученные экстракты фракций биофлаваноидов разделяли методом тонкослойной хроматографии. Для подтверждения наличия определенной фракции флаваноидов провели анализ экстрактов методом тонкослойной хроматографии. Результаты представлены в таблице 5.

Таблица 5- Анализ биофлавоноидов гречихи методом ТСХ

Название фракции	Экстрагент
Название фракции	Этанол	Хлороформ		Бензол	Петролейный эфир	Этил- ацетат	Ацетон	Вода
	Значение R_f
Рутин	0,025	линия старта	линия старта		0,108	0,031	0,02	0,03
Кверцетин	0,116	0,065	0,065		0,02	0,096	0,02	0,96
Хлорогеновая кислота	0,05	—	—		—	—	—	—

Таким образом, проведя качественный анализ по определению компонентного состава биофлаваноидов гречихи, получили разделенные фракции: рутин, кверцитин, хлорогеновая кислота.

3.2.2 Определение чувствительности фитопатогена Fusarium oxysporum в отношении биофлаваноидов гречихи диско-диффузионным методом

С целью микробиологической оценки экстрактов биофлаваноидов из гречихи проводили исследования с помощью диско-диффузионного метода на чашках Петри с универсальной питательной средой Чапека для определения чувствительности фитопатогена Fusarium oxysporum к исследуемым экстрактам рутина, кверцетина, хлорогеновой кислоты. Результаты проведенных исследований приведены в таблице 6.

Таблица 6- Показатели зоны подавления роста фитопатогена Fusarium oxysporum экстрактами биофлаваноидов

Исследуемый экстракт	Возбудитель	Зона чувствительности
рутин	Fusarium oxysporum	—
кверцетин		11
хлорогеновая кислота		—
«РутиФлав»		16

0 мм – активности нет;

до 10 мм – слабая чувствительность;

от 10 до 25 мм – средняя чувствительность;

25 мм и более – высокая чувствительность

Согласно полученным данным исследуемые экстракты из гречихи: рутин и хлорогеновая кислота не обладают активностью в отношении фитопатогена Fusarium oxysporum, в свою очередь кверцетин обладает слабой чувствительностью в отношении фитопатогена Fusarium oxysporum. Однако, препарат под торговой маркой «РутиФлав», представляющий собой по химическому составу смесь биофлаваноидов обладает средней чувствительностью в отношении фитопатогена, вызывающего корневые гнили гороха, поэтому может рекомендоваться в качестве компонента питательной среды для оздоровления растений in vitro.

3.2.3 Изучение ростостимулирующего и фунгицидного влияния биофлаваноидов гречихи в сравнении с биопрепаратами на основе природных компонентов в условиях in vitro

На основании различных исследований установлено, что биофлаваноиды гречихи оказывают ростостимулирующее действие на рост и развитие растений. Кроме того, биофлаваноиды проявляют ингибирующее действие в отношении растительных фитопатогенов. Нами были проведены исследования компонентного состава биофлаваноидов гречихи в сравнении с биопрепаратами на культурах, пораженных Fusarium.

Результаты определения ростстимулирующего и фунгицидного влияния обработки семян гороха, яровой пшеницы и ячменя исследуемыми биопрепаратами на основе природных компонентов и компонентами флаваноидов гречихи представлены в таблице 7,8,9.

Таблица 7. Морфометрические показатели 6-дневных проростков гороха

Вариант обработки	Длина корешка, мм	Длина проростка, мм	Количество пораженных Fusarium семян, %
Контроль (вода)	4,0±0,24	0,8±0,06	44
Скарлет	2,4±0,22	1,05±0,46	30
Эликсир Урожая	5,2±0,52	1,4±0,21	14
Нигор	3,78±0,24	1,0±0,34	9
рутин	4,6±0,22	2,2±0,32	12
кверцетин	4,8±0,56	2,7±0,48	10
Хлорогеновая кислота	4,4±0,36	2,0±0,54	18
«РутиФлав»	5,0±0,24	5,2±0,54	8

Таблица 8. Морфометрические показатели 6-дневных проростков ячменя

Вариант обработки	Длина корешка, мм	Длина проростка, мм	Количество пораженных Fusarium семян, %
Контроль (вода)	2,7±0,24	0,8±0,08	60
Скарлет	2,7±0,42	1,05±0,44	38
Эликсир Урожая	3,9±0,15	1,9±0,52	8
Нигор	3,8±0,11	1,5±0,39	6
рутин	4,1±0,22	2,1±0,32	16
кверцетин	4,3±0,54	2,4±0,48	14
Хлорогеновая кислота	3,8±0,36	2,1±0,52	20
«РутиФлав»	5,2±0,24	2,6±0,50	12

Таблица 9. Морфометрические показатели 6-дневных проростков яровой пшеницы

Вариант обработки	Длина корешка, мм	Длина проростка, мм	Количество пораженных Fusarium семян, %
Контроль (вода)	3,5±0,14	1,6±0,24	36
Скарлет	3,6±0,36	2,1±0,26	28
Эликсир Урожая	4,8±0,21	2,8±0,51	10
Нигор	4,7±0,17	2,4±0,32	10
рутин	4,2±0,20	1,9±0,32	14
кверцетин	4,6±0,56	2,5±0,48	10
Хлорогеновая кислота	4,2±0,36	2,1±0,54	16
«РутиФлав»	5,1±0,24	2,8±0,54	9

Согласно полученным данным, стимулирующее и фунгицидное действие исследуемых биопрепаратов на основе природных компонентов во всех случаях достоверно превышало показатели в контроле.

При обработке гороха биофлаваноидами гречихи оптимальные результаты наблюдали в варианте с «РутиФлавом» , который представляет собой смесь биофлаваноидов различной химической природы. Так, длина корешка на 25% по сравнению с контролем, длина проростка на 86%. В сравнении с препаратом «Скарлет» длина корешка в два раза больше, в том числе и длина проростка. При обработке семян гороха «Эликсиром урожая» длина корешка на 4% меньше, а длина проростка в два раза больше.

Проводя исследования компонентного состава биофлаваноидов гречихи установлено, что кверцетин оказывает ростостимулирующее и фунгицидное действие на проростки гороха: длина корешка в два раза больше, чем в контроле, длина проростка на 28% увеличивает длину. Так же показатели длины корешка и проростка при обработке фракцией кверцетина превышают значения в вариантах обработки с препаратами «Скарлет», «Эликир урожая», «Нигор».

Согласно проведенным исследованиям влияния биопрепаратов и компонентного состава биофлаваноидов гречихи на ячмене и яровой пшенице оптимальные результаты ростостимулирующего и фунгицидного действия наблюдали в вариантах при обработке препаратом «РутиФлав», в том числе фракцией кверцетина.

3.2.3 Изучение влияния биофлавоноидов гречихи в сравнении с биопрепаратами на основе природных компонентов на интенсивность развития проростков исследуемых сельскохозяйственных культур в лабораторных условиях

Таблица 10. Морфометрические показатели гороха на 3-е, 7-е, 10-е и 14-е сутки

Вариант обработки	Сутки вегетации
Вариант обработки	3	7	10	14
1	2	3	4	5
Длина проростка, мм
Контроль (вода)	0	6,54±0,12	34,2±0,11	64,6±0,51
Скарлет	0	10,0±0,32	36,6±0,52	74,3±0,08
Эликсир Урожая	0	12,0±0,14	46,9±0,62	89,9±0,06
Нигор	0	12,8±0,05	59,5±0,32	105,6±0,25
рутин	0	30±0,16	42±0,34	79±0,44
кверцетин	0	28±0,14	38±0,56	82±0,24
Хлорогеновая кислота	0	27±0,18	36±0,48	80±0,34
«РутиФлав»	0	32±0,26	44,5±0,32	98±0,56
Длина корешка, мм
Контроль (вода)	12,45±0,32	35,6±0,08	44,16±0,32	59,18±0,61
Скарлет	12,58±0,36	30,5±0,19	54,12±0,36	66,3±0,24
Эликсир Урожая	12,55±0,19	39,4±0,54	66,8±0,84	74,9±0,51

Продолжение таблицы 10

1	2	3	4	5
Нигор	13,51±0,24	45,4±0,47	80,4±0,24	87,6±0,36
рутин	12,56±0,26	67±0,36	73±0,46	78±0,36
кверцетин	11,68±0,54	64±0,24	72±0,58	76±0,54
Хлорогеновая кислота	9,94±0,36	58±0,14	68±0,36	73±0,56
«РутиФлав»	12,6±0,12	72±0,22	79±0,48	87±0,32

Таблица 11. Морфометрические показатели ячменя на 3-е, 7-е, 10-е и 14-е сутки

Вариант обработки	Сутки вегетации
Вариант обработки	3	7	10	14
Длина проростка, мм
Контроль (вода)	0	48,9±0,11	60,21±0,32	74,9±0,36
Скарлет	0	53,1±0,21	77,00±0,24	87,2±0,14
Эликсир Урожая	0	63,5±0,60	100,01±0,25	105,2±0,84
Нигор	0	48,0±0,04	69,6±0,35	95,6±0,54
рутин	0	30±0,11	38±0,12	76±0,58
кверцетин	0	26±0,24	36±0,69	74±0,36
Хлорогеновая кислота	0	24±0,16	37±0,47	71±0,54
«РутиФлав»	0	48±0,24	54±0,36	98±0,23
Длина корешка, мм
Контроль (вода)	10,71±0,64	67,0±0,08	80,0±0,08	65,4±0,36
Скарлет	8,73±0,51	70,01±0,54	87,39±0,11	79,05±0,34
Эликсир Урожая	10,27±0,25	90,8±0,69	112,20±0,24	85,01±0,84
Нигор	10,37±0,69	88,00±0,32	80,4±0,24	87,6±0,54
рутин	10,27±0,14	52±0,38	58±0,12	68±0,47
кверцетин	10,06±0,26	49±0,46	56±0,13	70±0,10
Хлорогеновая кислота	9,16±0,46	46±0,34	52±0,31	67±0,38
«РутиФлав»	10,02±0,54	62±0,52	71±0,43	76±0,57

Таблица 12. Морфометрические показатели яровой пшеницы на 3-е, 7-е, 10-е и 14-е сутки

Вариант обработки	Сутки вегетации
Вариант обработки	3	7	10	14
Длина проростка, мм
Контроль (вода)	0	49,4±0,12	58,3±0,36	71,3±0,54
Скарлет	0	50,3±0,41	59,5±0,52	86,3±0,17
Эликсир Урожая	0	59,8±0,36	95,4±0,26	99,4±0,56
Нигор	0	51,6±0,65	70,1±0,65	96,3±0,95
рутин	0	36±0,12	39±0,12	63±0,59
кверцетин	0	34±0,64	38±0,69	61±0,36
Хлорогеновая кислота	0	33±0,48	37±0,22	59±0,11
«РутиФлав»	0	52±0,32	58±0,22	76±0,12
Длина корешка, мм
Контроль (вода)	9,71±0,32	62,8±0,15	76,2±0,56	79,8±0,64
Скарлет	9,65±0,95	69,8±0,69	78,8±0,28	86,91±0,25
Эликсир Урожая	10,14±0,36	63,6±0,68	89,6±0,64	93,69±0,69
Нигор	9,98±0,97	84,3±0,26	91,6±0,39	94,35±0,58
рутин	9,46±0,12	54±0,36	59±0,12	69±0,47
кверцетин	10,02±0,24	51±0,47	57±0,11	71±0,14
Хлорогеновая кислота	9,36±0,44	46±0,33	53±0,45	68±0,56
«РутиФлав»	10,14±0,37	64±0,27	73±0,58	78±0,13

Исходя из полученных результатов по определению морфометрических показателей гороха, ячменя и яровой пшеницы при предварительной обработке исследуемыми биопрепартами, в том числе биофлаваноидами гречихи, как компонентами: рутин, кверцетин, хлорогеновая кислота, так и суммой биофлаваноидов, которая представлена в составе препарата «РутиФлав» можно сделать вывод, что «Эликсир урожая» эффективен на проростках ячменя и яровой пшеницы, а «Нигор» — на горохе.

Оптимальные показатели длины корешка и проростка гороха по результатам исследования наблюдали в варианте с «РутиФлав», в том числе в варианте при обработке проростков фракцией рутина.

Показатели энергии прорастания и всхожести семян гороха и ячменя при их обработке исследуемыми биопрепаратами представлены в таблице 13.

Таблица 13. Показатели энергии прорастания семян гороха и ячменя (3-е сутки) и всхожести (7-е сутки)

Вариант обработки	Показатели, %
	горох		ячмень
	Энергия прорастания	Всхожесть	Энергия прорастания	Всхожесть
Контроль (вода)	96	98	49	86
Скарлет	96	96	34	92
Эликсир Урожая	94	100	54	98
Нигор	98	100	60	98
рутин	96	100	52	72
кверцетин	92	100	47	70
Хлорогеновая кислота	92	100	42	64
«РутиФлав»	96	100	54	72

Исследования показали, что предпосевная обработка семян гороха и ячменя растворами исследуемых биопрепаратов способствует повышению энергии прорастания и всхожести. Наибольшей энергией прорастания и всхожестью обладали семена сельскохозяйственных культур, обработанные препаратами «Нигор» и составила 98 и 100% на горохе, 60 и 98% соответственно на ячмене, и препаратом, состоящим из суммы биофлаваноидов, представленных под торговой маркой «РутиФлав» энергия прорастания и всхожесть составила 96 и 100% на горохе, 54 и 72% на ячмене.

Исследованиями компонентного состава биофлаваноидов гречихи установлено, что наибольшие показатели энергии прорастания и всхожести наблюдали в варианте с рутином. Показатели всхожести и энергии прорастания составили соответственно для гороха 96% и 100%, для ячменя 52 и 72%.

3.2.4. Изучение влияния экзометаболитов Trichoderma Atrobrunneum на развитие гриба F. Oxysporum, вызываещего корневые гнили гороха, in vitro

3.2.4.1 Изучение ростостимулирующего и фунгицидного влияния T. atrobrunneum ВКПМ F-1434 в сравнении с биопрепаратами на основе природных компонентов в условиях in vitro

Многими исследователями показано, что микроорганизмы, обладающие антагонистической активностью, способны стимулировать рост и развитие различных растений, а также изменять почвенную микробиоту, тем самым улучшая фитосанитарное состояние почвы [86].

В наших исследованиях особое значение придавалось использованию аборигенных штаммов антагонистов, так как их биологическая активность непосредственно связана с местом обитания и со всем почвенным комплексом в целом [134].

Основываясь на полученных результатах антагонистической, микопаразитической и ферментативной активности исследуемых микроорганизмов-антагонистов, в опытах in vitro проводили их испытание на способность стимулировать прорастание семян гороха посевного, ячменя, яровой пшеницы.

Результаты определения ростстимулирующего и фунгицидного влияния обработки семян гороха, яровой пшеницы и ячменя исследуемыми биопрепаратами на основе природных компонентов представлены в таблице 14, 15, 16.

Таблица 14. Морфометрические показатели 6-дневных проростков гороха

Вариант обработки	Длина корешка, мм	Длина проростка, мм	Количество пораженных Fusarium семян, %
Контроль (вода)	4,3±0,25	0,9±0,08	40
Скарлет	2,6±0,24	1,03±0,54	32
Эликсир Урожая	5,5±0,54	1,5±0,25	12
Нигор	3,84±0,24	1,1±0,36	8
Экзометаболиты T. atrobrunneum ВКПМ F-1434	5,8±0,12	1,68±0,61	4

Таблица 15. Морфометрические показатели 6-дневных проростков ячменя

Вариант обработки	Длина корешка, мм	Длина проростка, мм	Количество пораженных Fusarium семян, %
Контроль (вода)	2,6±0,11	0,7±0,18	60
Скарлет	2,7±0,42	1,05±0,44	38
Эликсир Урожая	3,9±0,15	1,9±0,52	8
Нигор	3,8±0,11	1,5±0,39	6
Экзометаболиты T. atrobrunneum ВКПМ F-1434	4,1±0,64	2,15±0,24	4

Таблица 16. Морфометрические показатели 6-дневных проростков яровой пшеницы

Вариант обработки	Длина корешка, мм	Длина проростка, мм	Количество пораженных Fusarium семян, %
Контроль (вода)	3,5±0,14	1,6±0,24	36
Скарлет	3,6±0,36	2,1±0,26	28
Эликсир Урожая	4,8±0,21	2,8±0,51	10
Нигор	4,7±0,17	2,4±0,32	10
Экзометаболиты T. atrobrunneum ВКПМ F-1434	5,2±0,48	3,1±0,26	6

Согласно приведенным данным, стимулирующее и фунгицидное действие исследуемых биопрепаратов на основе природных компонентов во всех случаях достоверно превышало показатели в контроле. Также стимуляция роста корней и проростков в случае использования биопрепаратов «Эликсир урожая» и «Нигор» сильнее, чем при воздействии контрольных препаратов.

Следует отметить, что обработка семян гороха биопрепаратом «Эликсир урожая» стимулирует рост корешка и проростка на 27% и 66% больше, чем в контроле. Обработка семян ячменя биопрепаратом «Эликсир урожая» стимулирует рост корешка и проростка в 0,5 и 2 раза больше, чем в контроле.

Обработка семян гороха биопрепаратом «Нигор» ингибирует рост корешка на 10% по сравнению с контролем, а стимулирует рост проростка на 22%. Обработка семян ячменя биопрепаратом «Нигор» стимулирует рост корешка и проростка 46% и 100% по сравнению с контролем.

Количество пораженных семян при использовании биопрепарата «Эликсир урожая» по сравнению с контролем, на горохе меньше на 70%, на ячмене на 86%. Количество пораженных семян при использовании биопрепарата «Нигор» по сравнению с контролем, на ячмене меньше на 80%, на ячмене на 90%.

Так, на горохе, использование экзометаболитов T. atrobrunneum ВКПМ F-1434 увеличивает длину корешка по сравнению с контролем на 34%, по сравнению с биопрепаратом «Эликсир Урожая» — на 30%; увеличивает длину проростка по сравнению с контролем на 86%, по сравнению с биопрепаратом «Эликсир Урожая» — на 12%.

На ячмене, использование экзометаболитов T. atrobrunneum ВКПМ F-1434 увеличивает длину корешка по сравнению с контролем на 57%, по сравнению с биопрепаратом «Эликсир Урожая» — на 5%; увеличивает длину проростка по сравнению с контролем в 2 раза, по сравнению с биопрепаратом «Эликсир Урожая» — на 18%.

На яровой пшенице, использование экзометаболитов T. atrobrunneum ВКПМ F-1434 увеличивает длину корешка по сравнению с контролем на 48%, по сравнению с биопрепаратом «Эликсир Урожая» — на 8%; увеличивает длину проростка по сравнению с контролем в 2 раза, по сравнению с биопрепаратом «Эликсир Урожая» — на 10%.

Таким образом, в условиях in vitro биопрепараты на основе природных компонентов «Эликсир урожая» и «Нигор» обладают выраженным ростстимулирующим и фунгицидным действием. Компоненты биопрепарата «Нигор» менее эффективно стимулируют рост 6-суточных проростков как гороха, так и ячменя, яровой пшеницы, но и проявляют наиболее выраженным фунгицидным действием в отношении грибов рода Fusarium. Во всех исследованиях нами показано, что использование экзометаболитов T. atrobrunneum ВКПМ F-1434 в отношении гороха, яровой пшеницы и ячменя, увеличивает рост корня и проростка тест-объектов, снижает количество пораженных фитопатогенами семян.

Совместное применении этих препаратов может обеспечить увеличение показателей исследуемых активностей. В связи с чем, в дальнейшем исследовании проводили подбор эффективной комбинации исследуемых биопрепаратов с целью создания нового биопрепарата с защитно-стимулирующими свойствами для применения на горохе, яровой пшенице и ячмене.

3.2.4.2 Изучение влияния T. atrobrunneum ВКПМ F-1434 в сравнении с биопрепаратами на основе природных компонентов на интенсивность развития проростков исследуемых сельскохозяйственных культур в лабораторных условиях

Наибольшим ростостимулирующим эффектом уже на ранних стадиях развития гороха и ячменя обладал новый биопрепарат на основе природных компонентов растительного и микробного происхождения является «Эликсир урожая» и «Нигор» 1:1 со споровой суспензией Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 (ССТr) (с титром 1*10⁸ конидий/мл из расчета 2 мг/л готового раствора (таблица 17,18).

Таблица 17. Морфометрические показатели гороха на 3-е, 7-е, 10-е и 14-е сутки

Вариант обработки	Сутки вегетации
Вариант обработки	3	7	10	14
1	2	3	4	5
Длина проростка, мм
Контроль (вода)	0	6,54±0,12	34,2±0,11	64,6±0,51
Скарлет	0	10,0±0,32	36,6±0,52	74,3±0,08
Эликсир Урожая	0	12,0±0,14	46,9±0,62	89,9±0,06
Нигор	0	12,8±0,05	59,5±0,32	105,6±0,25
Экзометаболиты T. atrobrunneum ВКПМ F-1434	0	13,75±0,21	71,21±0,21	116,4±0,32

Продолжение таблицы 17

1	2	3	4	5
Длина корешка, мм
Контроль (вода)	12,45±0,32	35,6±0,08	44,16±0,32	59,18±0,61
Скарлет	12,58±0,36	30,5±0,19	54,12±0,36	66,3±0,24
Эликсир Урожая	12,55±0,19	39,4±0,54	66,8±0,84	74,9±0,51
Нигор	13,51±0,24	45,4±0,47	80,4±0,24	87,6±0,36
Экзометаболиты T. atrobrunneum ВКПМ F-1434	13,96±0,32	50,64±0,05	99,54±0,36	105,2±0,47

Таблица 18. Морфометрические показатели ячменя на 3-е, 7-е, 10-е и 14-е сутки

Вариант обработки	Сутки вегетации
Вариант обработки	3	7	10	14
Длина проростка, мм
Контроль (вода)	0	48,9±0,11	60,21±0,32	74,9±0,36
Скарлет	0	53,1±0,21	77,00±0,24	87,2±0,14
Эликсир Урожая	0	63,5±0,60	100,01±0,25	105,2±0,84
Нигор	0	48,0±0,04	69,6±0,35	95,6±0,54
Экзометаболиты T. atrobrunneum ВКПМ F-1434	0	72,0±0,21	91,21±0,08	126,9±0,65
Длина корешка, мм
Контроль (вода)	10,71±0,64	67,0±0,08	80,0±0,08	65,4±0,36
Скарлет	8,73±0,51	70,01±0,54	87,39±0,11	79,05±0,34
Эликсир Урожая	10,27±0,25	90,8±0,69	112,20±0,24	85,01±0,84
Нигор	10,37±0,69	88,00±0,32	80,4±0,24	87,6±0,54
Экзометаболиты T. atrobrunneum ВКПМ F-1434	10,52±0,32	91,03±0,44	109,54±0,28	105,23±0,38

Таблица 19. Морфометрические показатели яровой пшеницы на 3-е, 7-е, 10-е и 14-е сутки

Вариант обработки	Сутки вегетации
Вариант обработки	3	7	10	14
Длина проростка, мм
Контроль (вода)	0	49,4±0,12	58,3±0,36	71,3±0,54
Скарлет	0	50,3±0,41	59,5±0,52	86,3±0,17
Эликсир Урожая	0	59,8±0,36	95,4±0,26	99,4±0,56
Нигор	0	51,6±0,65	70,1±0,65	96,3±0,95
Экзометаболиты T. atrobrunneum ВКПМ F-1434	0	64,3±0,54	98,4±0,32	111,6±0,29
Длина корешка, мм
Контроль (вода)	9,71±0,32	62,8±0,15	76,2±0,56	79,8±0,64
Скарлет	9,65±0,95	69,8±0,69	78,8±0,28	86,91±0,25
Эликсир Урожая	10,14±0,36	63,6±0,68	89,6±0,64	93,69±0,69
Нигор	9,98±0,97	84,3±0,26	91,6±0,39	94,35±0,58
Экзометаболиты T. atrobrunneum ВКПМ F-1434	11,65±0,27	92,3±0,71	104,9±0,258	107,35±0,45

Исходя из полученных результатов по определению морфометрических показателей гороха и ячменя при предварительной обработке исследуемыми биопрепартами, можно сделать вывод, что «Эликсир уроожая» эффективен на проростках ячменя, тогда как «Нигор» — на горохе. Новый биопрепарат на основе природных компонентов в обоих случаях показал наилучший вариант.

При обработки гороха новым биопрепаратом, на 7-е сутки вегетации длина проростка в 2 раза больше, чем в контроле и на 7% больше в мирокрастениях, обработанных «Нигор». На 14-е сутки динамика сохраняется, в 1,8 раза больше, чем в контроле и на 10% больше, чем при использовании «Нигор».

При обработки гороха новым биопрепаратом, на 7-е сутки вегетации длина корешка в 1,4 раза больше, чем в контроле и на 11% больше в мирокрастениях, обработанных «Нигор». На 14-е сутки динамика сохраняется, в 1,7 раза больше, чем в контроле и на 20% больше, чем при использовании «Нигор».

При обработки ячменя новым биопрепаратом, на 7-е сутки вегетации длина проростка в 1,5 раза больше, чем в контроле и на 47% больше в мирокрастениях, обработанных «Эликсир урожая». На 14-е сутки динамика сохраняется, в 1,7 раза больше, чем в контроле и на 20% больше, чем при использовании «Эликсир урожая».

При обработки ячменя новым биопрепаратом, на 7-е сутки вегетации длина корешка в 1,4 раза больше, чем в контроле и незначительно (0,2%) больше в мирокрастениях, обработанных «Эликиср урожая». На 14-е сутки динамикаэффективнее, в 1,6 раза больше, чем в контроле и на 24% больше, чем при использовании «Эликсир урожая».

Показатели энергии прорастания и всхожести семян гороха и ячменя при их обработке исследуемыми биопрепаратами представлены в таблице 20.

Таблица 20. Показатели энергии прорастания семян гороха и ячменя (3-е сутки) и всхожести (7-е сутки)

Вариант обработки	Показатели, %
	горох		ячмень
	Энергия прорастания	Всхожесть	Энергия прорастания	Всхожесть
Контроль (вода)	96	98	49	86
Скарлет	96	96	34	92
Эликсир Урожая	94	100	54	98
Нигор	98	100	60	98
Новый биопрепарат	100	100	62	100

Исследования показали, что предпосевная обработка семян гороха и ячменя в растворах исследуемых биопрепаратов способствует повышению энергии прорастания и всхожести. Так, наибольшей энергией прорастания обладали семена сельскохозяйственных культур, обработанные препаратами «Нигор» и новым комплексным препаратом на основе природных компонентов и составила 98 и 100% на горохе, 60 и 62% соответственно на ячмене. Всхожесть семян была наибольшая после обработки их препаратами «Эликсир урожая», «Нигор» и новым комплексным препараом на основе природных компонентов и составила на горохе во всех вариантах обработки 100% , на ячмене – 98 и 100% соответственно.

Таким образом, новый биопрепарат на основе природных компонентов растительного и микробного происхождения является «Эликсир урожая» и «Нигор» 1:1 со споровой суспензией Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 (ССТr) (с титром 1*10⁸ конидий/мл из расчета 2 мг/л готового раствора) при использовании в качестве средства для предпосвеной обработки семян обладает выраженными ростостимулирующими свойствами в отношении микрорастений гороха и ячменя.

РАЗДЕЛ 4. ПОЛЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Полевые исследования проведены в НОПЦ «Интеграция» ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, Орловская область, Орловский район, с. Лаврово.

В качестве объектов исследования использованы новые и рекомендованные к использованию фунгициды Азорро и Триада, озимая пшеница Московская 39 и яровой ячмень Грейс.

Озимая пшеница – 2 обработки: фаза кущения-выхода в трубку и фаза флагового листа

Яровой ячмень – предпосевная обработка семян и 2 обработки по вегетации: фаза кущения-выхода в трубку и фаза флагового листа.

Расположение делянок систематическое.

Размер опытной делянки 12 х 20 = 240 м²

Размер учетной делянки 50м².

Защитные полосы между делянками и повторностями по 0,5 м.

Общая площадь опыта 4,5 га.

4.1. Совершенствование технологии защиты озимой пшеницы и ярового ячменя от грибных болезней

В условиях обострившихся экономических и экологических проблем современного состояния земледелия Российской Федерации назрела необходимость значительных изменений применяемых агротехнологий, базирующихся на их биологизации и ресурсосбережении при обеспечении рентабельности сельскохозяйственного производства [44, 50, 62, 63].

В последнее десятилетие в силу ряда экономических, организационно-хозяйственных причин, в том числе и изменения климата, во многих хозяйствах отмечено значительное развитие грибных болезней зерновых культур [81, 99, 103]. Исследования в Московской и Орловской области, ЦЧР в целом позволили вскрыть фитосанитарные проблемы и наметить пути их решения [2, 71, 72, 99].

В настоящее время изучается влияние разных способов основной обработки почвы на динамику и патогенный состав корневых гнилей [10, 12]. В условиях необходимости биологизации земледелия и растениеводства проводятся исследования и внедряются в производство препараты нового поколения, созданные на биологической основе [39, 40, 69, 70].

Комплексные исследования в области интегрированной защиты растений от повреждающих абиотических и биотических факторов также являются актуальными и требуют дальнейшего изучения. Это обусловило необходимость исследований по актуальной проблеме регулирования фитосанитарного состояния агроценозов и на этой основе повышения продуктивности сельскохозяйственных культур [11, 82, 105].

В мире ежегодно пополняется список регламентированных к использованию химических средств защиты растений. На современном этапе ведения сельскохозяйственного производства не обойтись без использования химических средств [20, 45, 68]. Однако в условиях необходимости импортозамещения актуальным является изучение эффективности отечественных препаратов, в том числе и фунгицидов.

Пшеница и ячмень – важнейшие продовольственные, кормовые и технические культуры. Среди зерновых культур яровой ячмень по посевным площадям занимает первое место, а по валовому сбору зерна – второе, уступая лишь озимой пшенице [62]. В структуре площадей в 2020 году наибольшую долю занимают озимая и яровая пшеница — 36,9% всех площадей и озимый и яровой ячмень — 10,7%. В связи с этим для повышения урожайности и возможности растениям реализовать генетический потенциал продуктивности необходимо обеспечить посевы надежной защитой от болезней и вредителей. В данном разделе изучены отечественные химические фунгициды Азорро и Триада. Несмотря на то, что они относятся ко 2-му классу опасности, строгое соблюдение регламентов применения в ранние и при необходимости в средние сроки развития зерновых культур не приводит к накоплению остаточных количеств пестицидов в почве и продукции [101]. Эти фунгициды быстро проникают в растения и останавливают развитие болезней. В отличие от многих других аналогичных препаратов более раннего срока производства и регистрации фунгициды Азорро и Триада отличаются хорошим прилипанием к органам растений, они не скатываются и в минимальных количествах попадают на почву.

Целью полевых исследований является научное обоснование системы защиты зерновых культур (на примере озимой пшеницы и ярового ячменя) от возбудителей грибных заболеваний.

Эта система должна обеспечить хозяйственную и экономическую эффективность, а также экологическую безопасность. Исходя из этого, были поставлены следующие задачи:

определение распространенности и вредоносности грибных болезней;
выявление зависимости роста и развития озимой пшеницы и ярового ячменя от условий внешней среды (абиотические и биотические факторы) в связи с защитными мероприятиями;
изучение влияния используемых средств защиты на урожайность и качество продукции;
экономическая оценка эффективности применения средств защиты при возделывании озимой пшеницы и ярового ячменя.

В исследованиях использовались промышленные фунгициды.

Фунгицид Азорро

Преимущества

Проявляет усиленный фунгицидный эффект за счет комбинации двух действующих веществ со взаимодополняющими биологическими свойствами
Обеспечивает высокоэффективную защиту озимых зерновых культур после перезимовки, а также яровых культур от прикорневых гнилей и мучнистой росы на ранних фазах развития культуры
Профилактические обработки предотвращают развитие листовых заболеваний в более поздний период развития культуры
Обладает профилактическим, лечебным и искореняющим действием (Таблица 21)

Таблица 21. Различный механизм действия веществ, входящих в состав препарата фунгицида Азорро

Действующие вещества:
Азоксистробин	100 г/л
Карбендазим	300 г/л
Препаративная форма	Концентрат суспензии
Химический класс	Бензимидазолы + стробилурины
Способ проникновения	Контактный пестицид, системный пестицид
Характер действия	Защитный пестицид
Действие на организмы	Пестицид, фунгицид
Класс опасности для человека	2
Класс опасности для пчел	3
Производитель	Щелково Агрохим
Номер государственной регистрации	018-02-1859-1
Дата окончания срока регистрации	08.04.2028

Различный механизм действия веществ, входящих в состав препарата, обусловливает гарантированную защиту и предупреждает проявление резистентных штаммов патогенов
Оказывает стимулирующий эффект на рост и развитие культуры, усиливает фотосинтез во флаговых листьях – выраженный эффект «зеленого листа», положительно влияет на формирование урожая.

Преимущества препарата Триада (Таблица 22)

три высокоэффективных действующих вещества в оптимальном соотношении;
незаменимый препарат в борьбе с листостебельными заболеваниями;
зерновых культур (септориоз, мучнистая роса, ржавчина и т.д.);
высокая биологическая эффективность за счет уникальной препаративной формы (наноуровень);
быстро проникает в растение и останавливает развитие болезни;
оптимальное сочетание действующих веществ исключает возникновение резистентности;
формирует качество зерна.

Таблица 22. Различный механизм действия веществ, входящих в состав препарата фунгицида Триада

Действующие вещества:
Пропиконазол	140 г/л
Тебуконазол	140 г/л
Эпоксиконазол	72 г/л
Препаративная форма	Концентрат коллоидного раствора
Химический класс	Триазолы
Способ проникновения	Системный пестицид
Характер действия	Защитный пестицид, лечащий фунгицид
Действие на организмы	Пестицид, фунгицид
Класс опасности для человека	2
Класс опасности для пчел	3
Регистрант	ЗАО «Щелково Агрохим»
Производитель	Щелково Агрохим
Номер государственной регистрации	018-02-584-1 018-02-584-1/90
Дата окончания срока регистрации	30.03.2024

Схема опыта представлена в таблице 23 (2 обработки: 1 — фаза кущения-начала выхода в трубку, 2- фаза флагового листа)

Таблица 23. Схема опыта

1-я повторность
Контроль без обработок	Азорро	Триада			1 — Азорро 2 — Триада
2-я повторность, защитная полоса 0,5 м
Контроль без обработок	Азорро		Триада		1 — Азорро 2 — Триада
3-я повторность, защитная полоса 0,5 м
Контроль без обработок	Азорро			Триада	1 — Азорро 2 — Триада

Краткая характеристика зоны проведения испытания

Орловская область расположена на юго-западе Европейской части России, в центральной части Среднерусской возвышенности в лесостепной зоне. Протяжённость территории с севера на юг — более 150 км, с запада на восток — свыше 200 км. Поверхность — холмистая равнина, рассечённая обрывистыми берегами рек и оврагами.

Климат — умеренно континентальный, с устойчивой зимой и преобладанием теплой, нередко полузасушливого и засушливого характера погоды в летний период. Средняя температура воздуха самого теплого месяца июля +19,0-20,7ºС, а самого холодного – января — 10,5-11,5ºС. Продолжительность безморозного периода 150 дней. Сумма температур выше 10ºС составляет 2350-2580ºС. Количество осадков за вегетационный период выпадает 298-308 мм, но распределение их по месяцам неравномерное. Гидротермический коэффициент изменяется от 0,5 в сухие годы до 2,0 – во влажные. Поэтому дефицит влаги представляет собой один из основных факторов, лимитирующий формирование урожая сельскохозяйственных культур. Годовая сумма осадков равна 469,9 мм.

Регион находится в зоне переходных почв от дерново-подзолистых к преимущественно выщелоченным и оподзоленным чернозёмам. В северной части области преобладают выщелоченные черноземы и серые лесные почвы, в южной части – мощные черноземы. Содержание гумуса в пахотном слое от 5 до 9%. Механический состав преимущественно глинистый и тяжелосуглинистый. Тяжелосуглинистый механический состав обуславливает высокую влагоемкость и значительный запас влаги в ранневесенний период до 180-200 мм и более доступной влаги в метровом слое почвы.

Агрохимическая характеристика почвы (опытного участка) (Таблица 24)

НОПЦ «Интеграция» расположен в Орловском районе и относится к центральной зоне Орловской области. Почвенный покров опытного участка представлен типичной для тёмно-серой лесной среднесуглинистой по механическому составу глееватой почвой, способной заплывать и слипаться после дождей, уплотняться и образовывать трещины в сухую погоду. Почвообразующие и подстилающие породы – оглеенные покровные суглинки (пятна оглеения встречаются с глубины 75 см). Склон юго-западной экспозиции крутизной 0-3^о. Рельеф участка выровненный.

Таблица 24 – Агрохимическая характеристика почвы опытного участка (данные ФГБУ центра химизации и сельскохозяйственной радиологии «Орловский», Орловский район)

Агротехнические мероприятия

Используемые пестициды по всем вариантам опыта:

Инсектицид Залп, КЭ (250 г/л циперметрина) – 0,2 л/га (рабочей жидкости – 200-400 л/га).

Гербицид Лорнет, ВР (300 г/л клопиралида) – 0,16-0,66 (р.ж. – 200-300 л/га).

Предшественник озимой пшеницы – люпин на сидерат, ярового ячменя – яровая пшеница по черному пару. Вспашка на глубину 23-25 см. Ранневесеннее боронование. Культивация предпосевная. Посев с нормой высева 5 млн. всхожих семян.

В таблице 25 представлена методика испытания фунгицидов.

Таблица 25. Методики проведения испытаний

Виды анализов и учетов	Метод, методика	Прибор
Фенологические наблюдения	Методика Государственного сортоиспытания с.-х. культур (1982, 1995 гг.)	—
Пораженность растений болезнями	— « —	—
Урожайность	— « —	САМПО-500
Структура урожая	Методика Государственного сортоиспытания с.-х. культур (1982, 1995 гг.)	весы MVP-300, линейки
Клейковина	ГОСТ 54478-2011	—
Сырой протеин	ГОСТ 10846-74	ФЭКС КФК-2
ИДК	ГОСТ 54478-2011	ИДК-1М
Масса 1000 зерен	ГОСТ 12042-80	весы MVP-300
Натура	ГОСТ 10840-64	ПХ-1М

Биологическую эффективность фунгицидов рассчитывают в основном по двум показателям: распространенности болезни и интенсивности ее развития (степени поражения).

Распространенность болезни Р (%) рассчитывают по формуле:

Р = n / N • 100,

где n – количество растений в пробе с признаками заболеваний;

N – общее число проанализированных растений в пробе.

В отношении распространенности болезни в сравнении с контролем биологическую эффективность фунгицида (%) рассчитывают по модифицированной формуле Аббота:

С = 100 • (Р – р) / Р,

где Р и р – распространенность болезни, соответственно, в контроле и опытном варианте.

Интенсивность развития болезни (степень поражения растений болезнью) оценивается в процентах или баллах. Наиболее распространена следующая шкала степени пораженности:

0 – отсутствие признаков заболевания;

1 – поражено до 10 % поверхности растения или его отдельных органов;

2 – поражено 11 – 25 % поверхности растения или его отдельных органов;

3 – более 50 % поверхности растения или его отдельных органов получили поражения.

Развитие болезни R (%), отражающее среднюю степень поражения территории или поля, рассчитывают по формуле:

R = 100 • Σ (nb) / NK,

где n – количество пораженных растений;

b – соответствующий балл их поражения;

N – общее количество растений в пробе,

K – высший балл шкалы учета.

Биологическую активность фунгицидов с учетом развития степени болезни в опытном варианте и контроле также рассчитывают по модифицированной формуле Аббота.

Метеорологические условия 2019-2020 сельскохозяйственного года представлены в таблице 26. Анализ хода среднесуточных температур позволяет заключить, что теплообеспеченность зерновых культур была достаточной и соответствовала биологии озимой пшеницы и ярового ячменя.

Таблица 26. Метеорологические условия в период развития озимой пшеницы и ярового ячменя 2019-2020 гг.

(данные по г. Орел http://www.pogodaiklimat.ru/monitor)

Месяц	Фактическая среднесуточная температура, ^оС	Норма среднесуточной температуры, ^оС	Выпало осадков, мм	Норма осадков, мм
Сентябрь	12,8	12,1	43	61
Октябрь	9,1	6,1	32	55
Ноябрь	1,8	-0,8	38	43
Декабрь	0,3	-5,1	30	43
Январь	-0,5	-6,3	35	43
Февраль	-0,7	-6,7	54	38
Март	4,4	-1,3	22	34
Апрель	6,3	7,2	18	43
Май	11,2	13,9	74	42
Июнь	20,0	17,5	75	69
Июль	19,2	19,3	122	76
За вегетацию	—	—	543	547

В течение всего вегетационного периода среднесуточная температура была выше нормы. Суммарное количество выпавших осадков за вегетационный период озимой пшеницы соответствовало норме, но распределение их было неравномерным. В осенний период 2019 года и в марте-апреле 2020 г. осадков было недостаточно, а в мае и, особенно, в июле, выпало осадков значительно больше нормы. Так, в июле сумма осадков составила 162% от нормы, что представляло определенные трудности при уборке урожая.

4.2. Результаты исследований на посевах озимой пшеницы

Даты наступления основных фаз вегетации озимой пшеницы представлены в таблице 27. Вегетационный период составил 302 дня. Развитие культуры проходило в соответствии с её биологическими особенностями и обеспеченностью теплом и влагой.

Таблица 27 — Даты наступления основных фаз вегетации озимой пшеницы

Московская 39

№ п/п	Фенологические наблюдения	Даты	Продолжительность межфазных периодов, дни
№ п/п	Фенологические наблюдения	Даты	Продолжительность межфазных периодов, дни	1	Посев — полные всходы	28.09.2019	18
2	Начало кущения	12.10.2019	14
	Кущение – возобновление весенней вегетации	15.04.2020	186
	Выход в трубку-начало колошения	04.05.2020	19
	Полное колошение-цветение	25.05.2020	21
	Уборочная спелость	26.07.2020	62

Анализ высоты растений показал, что к фазе начала выхода в трубку растения существенно различались по данному показателю (табл. 28).

Таблица 28 — Высота растений по фазам вегетации, см

Вариант	Кущение	Начало выхода в трубку	Уборочная спелость
Контроль	22,2	45,2	92,4
Азорро	22,2	48,6	96,2
Триада	22,2	49,0	97,4
Азорро+Триада	22,2	51,0	98,6
НСР₀₅	—	2,8	3,2

К фазе уборочной спелости разница по высоте растений в зависимости от способа защиты от грибных болезней сохранилась. На контрольном варианте растения были ниже на 5,8-6,2 см по сравнению с вариантом с обработкой суммой фунгицидов Азорро +Триада.

Растения озимой пшеницы различались и по динамике накопления воздушно-сухого вещества в зависимости от обработок фунгицидами (табл. 29). В фазу кущения масса воздушно-сухого вещества составила 2,05-2,08 г, т.е. практически не различалась по вариантам опыта. В фазу начала выхода в трубку выявлено существенное различие по данному показателю между обработанными вариантами и контрольным. На опытных вариантах масса воздушно-сухого вещества составила 5,9-6,6 г., на контрольном – 4,8 г. Прибавка массы воздушно-сухого вещества в связи с обработкой фунгицидами составила 22,9-33,5%.

Таблица 29 – Динамика массы воздушно-сухого вещества растений озимой пшеницы в зависимости от обработок фунгицидами

Вариант опыта	Средняя масса растений, г
Вариант опыта	Кущение	Начало выхода в трубку	Уборочная спелость	Прибавка к контролю, %
Контроль	2,05	4,8	11,7	—
Азорро	2,07	5,9	12,5	11,6
Триада	2,06	6,2	13,1	17,0
Азорро+Триада	2,08	6,6	13,5	20,5
НСР₀₅	—	0,43	0,67	—

В фазу уборочной спелости на контрольном варианте средняя масса растений составила 11,7 г. Прибавка к контролю на опытных вариантах составила 11,6-20,5%. Выявлена несущественная разница по изучаемому признаку между обработкой посевов Триадой и смесью Азорро и Триады. В целом анализ полученных результатов показывает, что растения озимой пшеницы на ранних фазах развития (начало выхода в трубку) более отзывчивы на защитные мероприятия, что выражается в большем накоплении сухой массы по сравнению с фазой уборочной спелости.

В наших исследованиях зимостойкость озимой пшеницы составила 4 балла (табл. 30). Засухоустойчивость растений — сложное свойство, зависящее от целого комплекса защитно-приспособительных механизмов. Поэтому для надежной и объективной оценки использовали метод определения индекса комплексной устойчивости прорастания семян.

Таблица 30- Показатели устойчивости озимой пшеницы к факторам среды

№ п/п	Вариант	Устойчивость (балл) к			Зимостойкость, балл
№ п/п	Вариант	полеганию	Осыпанию	засухе	Зимостойкость, балл
1	Контроль	5	5	4	4
2	Азорро	5	5	4	4
3	Триада	5	5	4	4
4	Азорро+Триада	5	5	4	4

Отмечена гибель растений озимой пшеницы в поздневесенний – летний период от засушливых условий вегетации, когда выпало малое количество осадков, поэтому степень устойчивости к засухе 4 балла.

Высота растений озимой пшеницы Московская 39 в среднем составила 97 см. Устойчивость растений к полеганию связана с физико-механическими особенностями, физиологическими процессами, происходящими в период формирования стебля озимой пшеницы. Полегшая пшеница значительно снижает урожай, ухудшается качество зерна. Сорта, устойчивые к полеганию, легче переносят избыточное увлажнение и другие неблагоприятные условия, влияющие на полегаемость. В наших исследованиях сорт озимой пшеницы Московская 39 показал наивысший балл (5) по устойчивости к полеганию.

Склонность сортов к осыпаемости наблюдают и отмечают с начала созревания путем осмотра растений. Разница в устойчивости сортов особенно проявляется, когда в период созревания дождливая погода чередуется с жаркой и ветреной. В наших исследованиях озимая пшеница показала наивысший балл (5) по устойчивости к осыпанию.

Устойчивость растений — это разная степень проявления иммунитета. Она может возникать как под влиянием паразита, так и в результате деятельности человека. Степень повреждения наиболее распространенными грибными болезнями озимой пшеницы в фазу колошение-начало цветения показана в таблице 31.

На контрольном варианте без обработок фунгицидами отмечена средняя степень поражения растений мучнистой росой и бурой ржавчиной – 2,3 и 2,5 балла соответственно. На опытных вариантах степень повреждения грибными болезнями значительно снизилась. Так, на варианте с обработкой фунгицидами Азорро+Триада степень повреждения септориозом снизилась в 5 раз, бурой ржавчиной – в 3,6 раза и мучнистой росой – в 4,6 раз.

Таблица 31 — Степень повреждения грибными болезнями озимой пшеницы в фазу колошение-начало цветения, балл

Вариант	Септориоз	Бурая ржавчина	Мучнистая роса
Контроль	1,5	2,5	2,3
Азорро	0,7	1,3	1,0
Триада	0,5	1,0	0,7
Азорро+Триада	0,3	0,7	0,5
НСР₀₅	0,33	0,32	0,44

Распространенность болезней снизилась с 85% на контрольном варианте до 12-19% на опытных вариантах. Биологическая эффективность фунгицидов составила 77,6-85,9%. Двукратная обработка посевов фунгицидом Триада и смесью препаратов более эффективна по сравнению и использованием фунгицида Азорро. Разница между двумя последними вариантами статистически не подтвердилась (табл. 32).

Таблица 32 — Биологическая эффективность фунгицидов против грибных болезней (септориоз, мучнистая роса, ржавчина) озимой пшеницы

Вариант опыта	Распространенность болезни, %	Биологическая эффективность
Вариант опыта	Распространенность болезни, %	Биологическая эффективность	Контроль	85	—
Азорро	19	77,6
Триада	14	83,5
Азорро+Триада	12	85,9
НСР₀₅	4,6	—

Таким образом, проведение защитных мероприятий от наиболее распространенных грибных болезней озимой пшеницы в фазу кущения-начала выхода в трубку и фазу флагового листа позволило значительно улучшить фитосанитарное состояние посевов и в последующие фазы развития. Это положительно отразилось на формировании репродуктивных органов и урожайности культуры, поскольку флаговый лист обеспечивает поступление до 43% ассимилятов в зерновку озимой пшеницы.

Урожайность озимой пшеницы — это количество зерна, полученного с одного гектара в результате жизнедеятельности определенной совокупности растений, которая состоит в усвоении питательных веществ и воды из грунта и синтеза органических веществ под действием солнечной энергии. Урожайность и качество зерна являются интегральными показателями, характеризующими сорт и технологию возделывания.

Согласно полученным экспериментальным данным наибольшая урожайность зерна озимой пшеницы была получена при двукратной обработке посевов фунгицидом Триада – 48,62 ц/га и смесью фунгицидов – 48,16 ц/га (табл. 33). Прибавка к контролю составила 3,99 и 3,53 ц/га или 8,9 и 7,9% соответственно.

Таблица 33 — Урожайность озимой пшеницы, ц/га

Вариант	Урожайность, ц/га	Прибавка к контролю
Вариант	Урожайность, ц/га	ц/га	%
Контроль	44,63	—	—
Азорро	47,24	2,61	5,8
Триада	48,62	3,99	8,9
Азорро+Триада	48,16	3,53	7,9
НСР₀₅	1,16	—	—

Анализируя структурные показатели урожая озимой пшеницы, можно сделать вывод, что урожайность находится в определенной зависимости от продуктивной кустистости и массы 1000 семян.

Интенсивность кущения зависит от условий произрастания, видовых и сортовых особенностей зерновых культур. При благоприятных условиях (оптимальной температуре и влажности почвы) период кущения растягивается, а число побегов увеличивается. Достаточно высокая продуктивная кустистость (от 2,1 до 2,5 плодоносящих стеблей на одно растение) способствовала получению хорошего урожая в условиях достаточного увлажнения начала вегетации 2019 года (табл. 34). Масса 1000 зерен характеризует величину зерна, его крупность.

Таблица 34 — Хозяйственно-биологическая характеристика озимой пшеницы

Вариант	Продуктивная кустистость, шт.	Масса 1000 зерен, г
Контроль	2,1	40,08
Азорро	2,3	41,84
Триада	2,4	42,15
Азорро+Триада	2,4	42,22
НСР₀₅	0,12	0,96

Чем крупнее зерно, тем больше масса 1000 зерен. При равном размере большая масса 1000 зерен свидетельствует о большем запасе в них питательных веществ.

В нашем опыте масса 1000 зерен была высокой и составила 40,08-42,22 г.

Ценность зерна определяется его качеством, оцениваемым по многим показателям. Очень важным показателем качества зерна, определяющим его технологические свойства, является содержание белка. На вариантах с использованием фунгицидов содержание сырого протеина отмечено на уровне 15,8-16,6% (табл. 35).

Таблица 35 — Характеристика качества зерна озимой пшеницы

Вариант	Содержание сырой клейковины в зерне, %	ИДК, усл. ед	Сырой протеин, %	Натура зерна, г/л
Контроль	29,2	83	15,8	824
Азорро	30,4	86	16,3	835
Триада	30,6	88	16,6	841
Азорро+Триада	30,5	88	16,4	840
НСР₀₅	0,87	—	0,38	5,7

Вторым важным биохимическим показателем является содержание клейковины. Она обусловливает способность теста удерживать бродильный углекислый газ. На опытных вариантах содержание сырой клейковины в зерне составило 30,4-30,6%, что на 4,1-4,8% больше, чем на контроле.

Качество клейковины, так же как и ее количество, имеет очень большое значение. Оно обусловлено соотношением целого ряда свойств: упругостью, эластичностью, растяжимостью, вязкостью, связностью, а также цветом клейковины. Показатели ИДК не превышали 100 единиц, и качество клейковины соответствовало 2-й группе — удовлетворительная, слабая.

Натура зерна на контрольном варианте составила 824 г. На опытных вариантах этот показатель увеличился на 11-16 г.

Сельское хозяйство, как и всякое другое производство, направлено в конечном итоге на получение прибыли. Исходя из этого, все предлагаемые изменения в технологиях получения продукции растениеводства должны быть экономически обоснованы. Результаты расчетов представлены в таблице 36.

Таблица 36 — Экономическая оценка возделывания озимой пшеницы Московская 39

Показатели	Контроль без обработок	Триада, двукратная обработка
Площадь, га	1	1
Урожайность, т/га	4,463	4,862
Прибавка урожайности, ц/га	х	+3,99
Стоимость продукции, руб.	44630	55913
Производственные затраты, руб.	27789	30945
Себестоимость 1 т основной продукции, руб.	6226,5	6364,7
Чистый доход (убыток), руб.	16841	24968
Рентабельность (убыточность), %	60,6	80,68

Таким образом, в ходе исследований было выявлено, что двукратная обработка посевов озимой пшеницы сорта Московская 39 фунгицидом Триада способствует повышению урожайности и качества зерна, что в свою очередь увеличивает чистый доход на 48,3%.

4.3.Результаты исследований на посевах ярового ячменя

Яровой ячмень менее требователен к температурному режиму воздуха и почвы, поэтому его можно сеять рано. Мы произвели посев 7 мая, уборку 3 августа. Вегетационный период составил 89 дней. Определение биометрических параметров ячменя показало, что в фазу выхода в трубку высота растений по вариантам составила 51,5-58,7 см (табл. 37). Прибавка на лучшем варианте с фунгицидом Триада составила 14% по сравнению с контролем. При использовании фунгицида Азорро высота растений увеличилась на 9,5%. И на варианте с совместным применением Азорро и Триады — на 11,7%. Это свидетельствует об эффективности фунгицидов на ранних фазах развития ячменя.

Таблица 37 — Биометрические параметры растений по основным фазам

развития ярового ячменя

Варианты опыта	Высота растений, см	Сырая масса одного растения, г	Сухая масса одного растения, г
Фаза выход в трубку
Контроль	51,5	1,67	0,53
Азорро	56,4	1,77	0,58
Триада	58,7	1,87	0,63
Азорро+Триада	57,5	1,82	0,61
Фаза колошение-цветение
Контроль	72,4	3,20	0,82
Азорро	75,2	3,75	0,91
Триада	79,0	4,18	0,95
Азорро+Триада	78,9	4,15	0,94

Сырая масса одного растения на контроле составила 1,67 г, на опытных вариантах отмечена прибавка на 6,0-12,0%. Сухая масса одного растения на контроле составила 0,53 г. На опытных вариантах – на 9,4-18,9% больше.

В фазу колошение-цветение сохранилась намеченная тенденция. Высотта растений по сравнению с контролем увеличилась на 3,9-9,1%, сырая масса одного растения – на 17,2-30,6%, сухая масса одного растения – на 11,0-14,4%.

Нами были проанализированы посевные качества семян, полевая всхожесть и сохранность растений к уборке. Результаты приведены в таблице 38. Энергию прорастания семян определяли как отношение количества зерен, проросших за 72 ч, к общему количеству анализируемых зерен, выраженное в процентах. Способность прорастания определяли аналогично через 120 часов (5 суток).

Таблица 38 — Показатели посевных качеств семян ячменя и сохранившиеся к уборке растения

Вариант	Энергия прорастания, %	Способность прорастания, %	Полевая всхожесть, %	Сохранившиеся к уборке растения, %
Контроль	28,8	94,8	88,4	78,8
Азорро				91,9
Триада				94,8
Азорро+Триада				92,6
НСР₀₅	—		—	6,8

Анализ результатов показал, что семена соответствуют требованиям ГОСТ 10469-76 к качеству посевного материала. Энергия прорастания составила 28,8%, способность прорастания – 94,8%, полевая всхожесть – 88,4%. На контрольном варианте к уборке сохранилось 78,8%. Это обусловлено в большей степени гибелью растений от темно-бурой пятнистости и корневых гнилей. На вариантах с обработкой фунгицидами сохранность составила 91,9-94,8%. В нашем опыте на посевах ячменя отмечены следующие грибные болезни: септориоз, темно-бурая пятнистость, мучнистая роса, пыльная головня и корневые гнили.

Мучнистая роса проявляется в виде белого, сперва паутинистого, а затем мучнистого налета, на котором образуются черные подушечки — клейстотеции. Возбудитель болезни — сумчатый гриб Erysiphe graminis DC. f. hordei Em. Marchal. С помощью конидий гриб распространяется в период вегетации растений. Зимует гриб в виде клейстотециев на пораженных остатках растений. Растения заражаются весной от сумкоспор при температуре 0-20°C и относительной влажности воздуха 50-100%. Инкубационный период болезни длится от 3 до 11 дней. При температуре выше 30°C развитие мучнистой росы прекращается.

Темно-бурая пятнистость распространена повсеместно. Поражаются всходы, а также взрослые растения ячменя. У пораженных всходов часто образуется один корешок вместо трех. На корешках, колеоптиле и первых листьях появляются продольные темные пятна в виде штрихов и полосочек, ростки искривляются и гибнут.

Септориоз проявляется обычно в середине вегетации растений в виде белеющих и засыхающих пятен, на которых образуются пикниды. При повышенной влажности болезнь может быть причиной усыхания большого числа листьев, что вызывает недобор урожая зерна.На ячмене известно два возбудителя — септориоза — Septoria hordei Jacz. И Septoria nodorum Berk. Сохраняются грибы на остатках пораженных растений в форме пикнид. Устойчивых сортов нет.

Пыльная головня распространена повсеместно. Проявляется в период колошения. В пораженном растении все части колоса, кроме стержня, превращаются в оливково-коричневую массу распыляющихся телиоспор. У выхода из влагалища листа пораженный колос вначале прикрыт тонкой прозрачной пленкой, сквозь которую хорошо заметна споровая масса. Затем пленка быстро растрескивается, и споры распыляются в окружающее пространство. Возбудитель болезни — базидиальный гриб Ustilago nuda Kell. et Swing. Растения заражаются во время цветения. Телиоспоры, попадая на рыльце цветков, прорастают и образуют грибницу, которая проникает в завязь. Зараженное зерно внешне почти не отличается от здорового. При прорастании зерна начинает расти и грибница. Она проникает в точку роста, распространяется по всему растению, а при формировании колоса усиленно разрастается, превращает его в споровую массу, которая образуется вследствие распадения грибницы на шаровидные кусочки. В настоящее время идентифицировано 8 физиологических рас Ustilago nuda с различной вирулентностью к сортам ячменя. Вредоносность пыльной головни очень велика. Кроме явного недобора урожая возможны и скрытые потери вследствие того, что в больном колосе образуется меньше зерен, и часть пораженных растений погибает еще в период всходов.

В нашем опыте степень повреждения растений ячменя септориозом на контрольном варианте составила 1,5 балла, мучнистой росой – 2,0 балла. На 2,6-2,8 балла отмечены повреждения темно-бурой пятнистостью и пыльной головнёй. Максимально (3,5 балла) растения были повреждены корневыми гнилями (Рис. 33).

Рисунок 33 — Степень повреждения грибными болезнями ярового ячменя в фазу колошение-начало цветения, балл

Использование фунгицидов значительно снизило степень повреждения ячменя септориозом, темно-бурой пятнистостью, мучнистой росой и пыльной головнёй — до 0,3-0,9 балла. Эффективность фунгицидов против корневых гнилей несколько ниже, поскольку они в большей степени влияют на листостебельные инфекции. Степень повреждения растений корневыми гнилями на опытных вариантах составила 1,0-1,5 балла. Разница между вариантами с обработкой растений Триадой и Азорро+Триада статистически не доказана. Незначительно уступает по эффективности фунгицид Азорро в отношении темно-бурой пятнистости и пыльной головни вариантам с использованием Триады, что объясняется наличием в последней трех действующих веществ.

Наибольшее распространение на растениях ячменя выявлено по темно-бурой пятнистости и корневым гнилям (табл. 39). На контрольном варианте распространенность темно-бурой пятнистости составила 89,6%, корневых гнилей 59,4%.

Таблица 39 — Распространенность грибных болезней на ячмене после двукратного применения фунгицидов

Вариант	Темно-бурая пятнистость, %	Биологическая эффективность, %	Корневые гнили, %	Биологическая эффективность, %
Контроль	89,6	—	59,4	—
Азорро	18,0	79,9	44,4	25,3
Триада	10,4	88,4	39,6	33,3
Азорро+Триада	12,8	85,7	42,0	29,3
НСР₀₅	5,4	—	5,1	—

Биологическая эффективность фунгицидных обработок против темно-бурой пятнистости составила 79,9-88,4%. Против корневых гнилей — 25,3-33,3%, что подтверждает необходимость протравливания семян, поскольку заражение происходит, в основном, в момент их прорастания. В последующие фазы развития растений фунгициды в большей степени воздействуют на листья и стебли. Максимальная биологическая эффективность выявлена на варианте с двукратной обработкой фунгицидом Триада — 88,4%.

Структура урожая ярового ячменя представлена в таблице 40.

Общая кустистость составила 2,3-2,5 шт., продуктивная была ниже на 21,8% на контроле и 8,7% на лучших вариантах – Триада и Азорро+Триада. Длина колоса варьировала в пределах 5,2-5,6 см, число колосков – от 15,5 до 16,0 шт., число зерен в колосе – от 14,4 до 15,9 шт. На опытных вариантах масса зерна существенно превышала данный показатель контрольного варианта. Также выявлено, что при двукратной обработке фунгицидом Азорро масса зерна с колоса ниже по сравнению с двумя другими вариантами.

Таблица 40 — Структура урожая ярового ячменя Грейс

Вариант	Кустистость, шт.		Колос
Вариант	Общая	Продуктивная	Длина, см	Колосков, шт.	Зерен, шт.	Масса зерна, г
Контроль	2,3	1,8	5,2	15,5	14,4	0,70
Азорро	2,4	2,1	5,4	15,8	15,2	0,75
Триада	2,5	2,3	5,6	16,0	15,9	0,79
Азорро+Триада	2,5	2,3	5,6	15,9	15,8	0,78
НСР₀₅	—	—	—	—	—	0,021

Урожайность ячменя определяется продуктивным стеблестоем и массой зерна с колоса. На контрольном варианте урожайность составила 28,18 ц/га. Прибавка на опытных вариантах варьировала в пределах 3,01-5,09 ц/га, что соответствует 10,7-19,6%. Максимальная урожайность получена при двукратной обработке посевов фунгицидом Триада (табл. 41).

Таблица 41 — Урожайность ярового ячменя

Вариант	Продуктивный стеблестой, шт.	Урожайность, ц/га	Прибавка, ц/га	Прибавка, %
Контроль	402,6	28,18	—
Азорро	415,8	31,19	3,01	10,7
Триада	421,2	33,27	5,09	19,6
Азорро+Триада	418,4	32,64	4,46	15,8
НСР₀₅		2,14	—	—

Научный интерес представляет также изучение влияния фунгицидов на крупяные качества зерна ячменя (табл. 42). Натура зерна на контрольном варианте составила 612,2 г. На опытных вариантах данный показатель увеличился на 4,4-6,0%. Масса 1000 зерен по сравнению с контролем увеличилась на 5,7-12,6%. Выравненность зерна при проходе на ситах 2,8 и 2,5 мм на опытных вариантах выше и составила в сумме 96-98%. На контроле – 86%.

Таблица 42 — Крупяные качества зерна ярового ячменя Грейс

Вариант	Натура, г	Масса 1000 зерен, г	Стекловидность, %	Выравненность, % при проходе на ситах 2,8 мм	Выравненность, % при проходе на ситах 2,5 мм
Контроль	612,2	43,6	39,5	59	27
Азорро	639,2	46,1	40,0	64	32
Триада	649,0	49,1	40,5	67	30
Азорро+Триада	643,4	48,4	40,1	65	33

Стекловидность характеризует качество эндосперма. В нашем опыте стекловидность по вариантам была практически одинаковой и составила 39,5-40,5%.

К основным показателям качества зерна можно отнести содержание белка, крахмала и экстрактивность. Экстрактивность – это количество сухих веществ солода, которое может быть использовано при производстве пива. Содержание белка в зерне на контроле составило 11,0% (табл. 43). На опытных вариантах несколько ниже – 10,1-10,5%. Это можно объяснить тем, что пластические вещества в большей мере были израсходованы растениями на формирование прибавки урожая.

Таблица 43 – Биохимические качества зерна ярового ячменя

Вариант	Белок, %	Крахмал, %	Экстрактивность, %
Контроль	11,0	63,7	78,4
Азорро	10,1	64,3	80,8
Триада	10,5	64,2	81,3
Азорро+Триада	10,3	64,5	80,6

Содержание крахмала составило 63,7% на контроле и 64,2-64,5% на вариантах с использованием фунгицидов. Экстрактивность достаточно высокая — 78,4-81,3%, что отвечает требованиям пивоваренного ячменя.

Расчет экономической эффективности возделывания ячменя с двукратным использованием фунгицида Триада показал, что прибавка урожайности составила 0,52 т/га (табл. 44).

По ряду показателей качество зерна выше по сравнению с контрольным вариантом. Поэтому цена реализации на 1 тыс. рублей больше. Стоимость продукции на опытных вариантах увеличилась на 28,4%. При этом производственные затраты выросли на 23,3%, что связано с закупкой фунгицида, обработкой посевов и уборкой дополнительного урожая. Чистый доход от реализации зерна увеличился на 40,1%. Рентабельность производства составила 49%, что на 5,9% больше по сравнению с контрольным вариантом.

Таблица 44 – Экономическая оценка возделывания ярового ячменя Грейс

Показатели	Контроль без обработок	Триада, двукратная обработка
Площадь, га	1	1
Урожайность, т/га	2,81	3,33
Прибавка урожайности, т/га	х	+0,52
Цена реализации за 1 т	12000	13000
Стоимость продукции, руб.	33720	43290
Производственные затраты, руб.	23561	29054
Себестоимость 1 т основной продукции, руб.	8384,7	8804,2
Чистый доход (убыток), руб.	10159	14236
Рентабельность (убыточность), %	43,12	49,00

Таким образом, двукратная обработка посевов ярового ячменя сорта Грейс фунгицидом Триада способствует повышению урожайности и качества зерна, что в свою очередь увеличивает чистый доход на 40,1%.

Поскольку стоимость фунгицида Азорро почти в 2 раза ниже, а эффективность на варианте Азорро+Триада такая же, как и на варианте с двукратной обработкой Триадой, то целесообразно использовать в фазу кущение-начало выхода в трубку фунгицид Азорро и в фазу флагового листа фунгицид Триада.

4.4. Полевые испытания влияния нового комбинированного средства защиты растений на яровом ячмене и горохе в условиях мелкоделяночного опыта

Работа проводилась в условиях Научно-образовательного производственного центра (НОПЦ) «Интеграция» ФГБОУ ВО Орловского ГАУ. Мелкоделяночный опыт заложен на делянках размером 1 м² в четырехкратной повторности на яровом ячмене сорта Раушан.

Биологически активными препаратами для растениеводства называют биоудобрения, биостимуляторы, биорегуляторы. Они повышают эффективность питания сельскохозяйственных растений, устойчивость к абиотическим стрессам, качество урожая, независимо от содержания питательных веществ.

Для повышения урожайности и устойчивости сельскохозяйственных культур, в частности ячменя, к заболеваниям все большее внимание уделяется в настоящее время биологически активным препаратам, обладающим одновременно ростстимулирующим, фунгицидным и иммуноиндуцирующим действиями.

Например, применение биостимуляторов роста и развития растений «Вермисол» и «Агровит» на яровом ячмене, включающих в своем составе вермикомпост, споры полезных микроорганизмов, а также минеральные элементы, приводит к увеличению всхожести семян, количества белка в зерне и биологической урожайности.

Результаты исследований влияния биологически активных веществ нового поколения в составе биопрепаратов «Экстрасол», «Био-дон» и «Изабион» в смеси с химическим пестицидом «Винцит» при снижении его дозы на 25% на урожайность ячменя в условиях сухостепной зоны Нижнего Поволжья также оказали положительное действие не только на урожайные данные культуры, но и на снижение поражаемости корневыми гнилями.

Среди регуляторов роста и биопрепаратов, применяемых на ячмене, в России зарегистрированы «Агат-25К30» на основе 3-индолилуксусной кислоты, «АгроСтимул8», «Агропон С», «Биодукс», «Эмистим», «Глиокладин» (Trichoderma harzianum, штамм 18 ВИЗР).

Известно, что яровой ячмень очень чувствителен к воздействию гербицидов и других химических средств защиты и одним из путей преодоления этого негативного воздействия является совместное их применение с биологическими средствами защиты (антидотами), например, «Гуми-М», «Рифтал» и др.

Многие регуляторы роста растений нового поколения обладают антистрессовым эффектом при использовании для предпосевной обработки семян и опрыскивания вегетирующих растений, переключая обмен веществ растений в сторону повышения устойчивости к биотическим и абиотическим факторам. В частности, к таким препаратам относятся «Эмистим» и «Эпибрассинолид», которые применяют совместно с химическими фунгицидами «Приемис» и «Винцит».

«Вигор Форте», широко применяемый препарат на яровом ячмене можно отнести к регуляторам роста. Он повышает полевую всхожесть, усиливает ростовые и формообразовательные процессы, устойчивость к неблагоприятным факторам среды и урожайность. Его влияние на фотосинтетическую продуктивность, антиоксидантную систему и урожайные данные в сравнении с биологическим средством с рабочим названием «Нигор» (патент РФ №2463759) показал, что регуляторы роста и биопрепараты являются экономически эффективными средствами в технологии выращивания ярового ячменя.

Учитывая несомненную перспективность биологически активных препаратов в защите ячменя от инфекции, необходимы исследования по влиянию микробных компонентов почвенного гриба – антагониста возбудителей корневой гнили – Trichoderma spp. для повышения урожайности и устойчивости культуры. Экзометаболиты грибов рода Trichoderma spp. являются потенциальными биохимическими агентами в агротехнологиях, ранее нами было показана эффективность их применения для оздоровления овощных культур и гороха от фитопатогенной инфекции, а также их влияние на посевные качества семян.

Исходя из вышеизложенного, целью исследования являлось изучение влияния биоудобрения «Эликсир Урожая» и нового биостимулятора «Нигор» с экзометаболитами Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434» в сравнении с химическим пестицидом «Скарлет» на полевую всхожесть семян, рост, развитие и урожайные данные ярового ячменя сорта Раушан.

Условия, материалы и методы. Работа проводилась в условиях Научно-образовательного производственного центра (НОПЦ) «Интеграция» и ЦКП «Орловский региональный центр сельскохозяйственной биотехнологии» ФГБОУ ВО Орловского ГАУ в 2020 году. Мелкоделяночный опыт заложен на делянках размером 1 м² в четырехкратной повторности на яровом ячмене сорта

Агрохимическая характеристика почвы под яровым ячменем: P₂O₅ (по Мачигину ГОСТ 26205-91) 104 мг/кг, К2О (по Мачигину ГОСТ 26205-91) 135 мг/кг, pH 5,5 (ГОСТ 26483-85); гумус по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91) 4,09.

Вариантами опыта служили: 1. контроль — без обработки биопрепаратами (замачивание в воде); 2. химический пестицид «Скарлет», 3. биоудобрение «Эликсир Урожая» (Тимирязевъ, Россия); 4. Новый биостимулятор «Нигор» (патент РФ №2463759)+ экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434; 5. новый комплексный биостимулятор — «Нигор+ экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 + Эликсир Урожая» в соотношении компонентов 1:1.

Защитно-стимулирующее биологическое средство – новый биостимулятор «Нигор+экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434» имеет состав: биофлавоноиды гречихи, салициловая кислота, источник магния, с добавлением экзометаболитов штамма Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 из учебной коллекции кафедры биотехнологии ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, полученных по оригинальной методике (Гнеушева, Лушников, 2019) в подобранных концентрациях.

В составе биоудобрения «Эликсир Урожая» (Тимирязевъ, Россия) (исследование влияния это препарата на рост и развитие ярового ячменя проводилось впервые) содержатся биогумус, комплекс почвенных микроорганизмов, включая бактерии рода Bacillus, Azotobacter, Pseudomonas, а также пептиды, поли- и олигосахариды, регуляторы роста микробного происхождения, витамины, L-аминокислоты, макро- (NPK) и микроэлементы в сбалансированном соотношении, комплекс гуминовых солей и кислот.

Предпосевная обработка семян ярового ячменя проводилась путем замачивания в растворах исследуемых препаратов: «Скарлет» 0.3 мл/1 м2, «Нигор+ экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434» 1 мл/ 10-4%, «Эликсир Урожая» 0.2 мл/м2, «Нигор+ экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434+ Эликсир Урожая (1:1) 1 мл/ 10-4%.

Опрыскивание растений ячменя в период вегетации осуществлялось вышеуказанными растворами в фазу колошения. В течение вегетации проводились фенологические наблюдения за всхожестью, ростом и развитием растений. Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета Microsoft Office 2010 (Excel). Для подтверждения достоверности полученных результатов все исследования проводили с десятикратным повторением.

4.4.1.Изучение влияния препаратов на яровом ячмене Раушан

Изучение энергии прорастания и всхожести семян ячменя, обработанного исследуемыми препаратами в полевых условиях, показало, что все опытные варианты по сравнению с контролем имеют более высокую всхожесть. Однако химический препарат менее эффективен, как по всхожести по сравнению с другими препаратами (+ 7 % у «Скарлет», +1.4% у «Эликсир Урожая» и «Нигор + экзометаболиты»), так и по энергии прорастания (-31% у «Скарлет», +10.2% «Эликсир Урожая» и +22.4% у «Нигор + экзометаболиты») (табл. 45).

Морфометрические показатели проростков ячменя, обработанных исследуемыми препаратами, на протяжении 14 суток, показывают явное преимущество по сравнению с контрольными растениями (табл. 46).

Таблица 45 — Показатели энергии прорастания ячменя (3-е сутки) и всхожести (7-е сутки)

Варианты обработки	Показатели, %
Варианты обработки	Энергия прорастания	Всхожесть
1	49±0,12	86±0,12
2	34±0,08	92±0,25
3	54±0,06	98±0,17
4	60±0,24	98±0,11
5	74±0,14	98±0,09

Таблица 46 — Морфометрические показатели ячменя на 3-е, 7-е, 10-е и 14-е сутки

Варианты обработки	Сутки вегетации
Варианты обработки	3	7	10	14
Длина проростка, мм
1	0	48,9±0,11	60,21±0,32	74,9±0,36
2	0	53,1±0,21	77,00±0,24	87,2±0,14
3	0	63,5±0,60	100,01±0,25	105,2±0,84
4	0	48,0±0,04	69,6±0,35	95,6±0,54
5	0	68,0±0,14	106,6±0,32	109,3±0,05
Длина корешка, мм
1	10,71±0,64	67,00±0,08	80,00±0,08	65,41±0,36
2	8,73±0,51	70,01±0,54	87,39±0,11	79,05±0,34
2	10,27±0,25	90,80±0,69	112,20±0,24	85,01±0,84
4	10,37±0,69	88,00±0,32	80,40±0,24	87,61±0,54
5	11,24±0,17	98,02±0,12	118,36±0,11	89,32±0,15

Наиболее существенное преимущество по воздействию на длину проростка имеют растения, обработанные биоудобрением «Эликсир Урожая» и новым комплексным биостимулятором. На 14-е сутки разница между ними по сравнению с контрольными составила соответственно 40,4 % и 45,9 %, в то время, как преимущество между химическим препаратом и контролем составило 16,4 %.

Преимущество длины корешков 14-дневных проростков ячменя между вариантами по сравнению с контролем составило: «Скарлет» +20.87%, «Эликсир Урожая» +29.98%, новый комплексный биостимулятор +36,5 %.

Мелкоделяночные опыты, заложенные в НОПЦ «Интеграция», убедительно показали эффективность действия нового комплексного биологического средства — биостимулятора перед химическим пестицидом и контрольными растениям. Прежде всего это отразилось на начальном росте ярового ячменя (до 14 суток вегетации) (рис.34).

Рисунок 34 — Влияние препаратов на развитие 14 -дневных проростков ячменя (15.05.2020 года): 1 — контроль; 2 — «Эликсир Урожая»; 3 – «Нигор+ экзометаболиты»; 4 – «Скарлет» ; 5 – новый комплексный биостимулятор

Все препараты сохранили свое преимущество перед контрольным вариантом и химическим пестицидом, но наиболее интересным оказался новый вариант при смешении двух препаратов: биоудобрения «Эликсир Урожая» и нового биостимулятора «Нигор+экзометаболиты». Разница с контрольными растениями была в 1,5 раза больше.

Преимущество перед контрольным вариантом сказалась и на урожайных данных (табл. 47).

Таблица 47 — Влияние препаратов на урожайные данные ячменя

Варианты обработки	Число растений на 1 м²/шт	Число продуктивных стеблей на м²/шт	Коэффициент хозяйственной эффективности %
1	490±0,21	542±0,21	15±0,04
2	502±0,36	560±0,54	17±0,11
3	515±0,02	598±0,25	20±0,31
4	532±0,32	630±0,04	34±0,09
5	587±0,02	671±0,36	38±0,11
НСР ₀₅	10,8	11,8	—

Из данных таблицы 47 следует, что все изученные препараты оказали положительное действие на урожайные данные ярового ячменя. Прежде всего это сказалось на числе выживших растений. Их количество в поле под влиянием биоудобрения «Эликсир Урожая» возросло на 5.3%, под влиянием нового биостимулятора «Нигор+экзометаболиты» – на 8.6%, а под влиянием нового комплексного биостимулятора — на 19.8 %, в то время как при обработке семян химическим пестицидом «Скарлет», количество сохранившихся растений было на уровне контрольного варианта.

Число продуктивных стеблей на растениях под влиянием биоудобрения возросло на 10.3%, под влиянием биостимулятора – на 16.2%, а под влиянием нового комплексного биостимулятора – на 24%. Число продуктивных стеблей под влиянием химического препарат возросло всего на 3%.

Коэффициент хозяйственной эффективности возрос под влиянием биоудобрения на 5%, биостимулятора – на 9%, нового комплексного биостимулятора – на 13%. Под влиянием химического пестицида «Скарлет» хозяйственная эффективность возросла всего на 2%. Это произошло за счет увеличения массы 1000 семян, которая под влиянием биоудобрения возросла на 7.8%, биостимулятора — на 14.9%, нового комплексного биостимулятора – на 24.8%. В то время как применение химического препарат «Скарлет» увеличило вес 1000 семян всего на 3.0% (табл. 48).

Таблица 48 — Влияние препаратов на характеристику колосьев ярового ячменя

Варианты обработки	Количество колосьев с 1 растения, шт	Вес 10 колосьев, г	Длина колоса, см	Кол-во зерен, шт	Масса 1000 семян, г	Сахара %
1	3,02±0,12	7,01±0,09	5,0±0,06	14,0±0,06	33,2±0,13	6,21±0,28
2	4,20±0,09	9,99±0,21	6,0±0,09	16,3±0,11	35,8±0,25	6,83±0,15
3	4,70±0,21	11,99±0,17	7,5±0,10	18,4±0,26	38,2±0,36	7,58±0,18
4	3,03±0,22	8,99±0,14	6,0±0,21	14,8±0,36	34,8±0,69	6,15±0,39
5	5,02±0,27	12,07±0,16	8,7±0,22	20,5±0,28	41,5±0,11	8,28±0,25
Нср	—	—	0,13	0,12	1,3	0,11

Установлено, что количество колосьев на растении под влиянием всех биологических препаратов возросло на 39,7-66,2% в сравнении с контролем и химическим пестицидом «Скарлет». Самые высокие показатели в варианте нового комплексного биостимулятора (+66.2%). Вес колоса, длина колоса, количество зерен в колосе возрастает в той же последовательности с наивысшими показателями при совместном применении биоудобрения и нового биостимулятора. При этом и в варианте с химическим пестицидом отмечены преимущества по сравнению с контрольным вариантом.

Количество растворимых сахаров в семенах ярового ячменя под влиянием всех исследуемых препаратов увеличивается. При химической обработке «Скарлет» содержание сахаров остается на уровне контроля.

Анализируя данные учетов пораженности опытных растений корневыми гнилями в фазу всходов, мы пришли к следующим выводам: новый комплексный биостимулятор повышал сопротивляемость проростков ярового ячменя к поражению возбудителями корневых гнилей, о чем свидетельствует снижение на 85,7% распространенности заболевания в среднем на по отношению к контролю и интенсивности развития болезни на 89,2% соответственно (табл. 49).

Таблица 49 — Пораженность ярового ячменя корневой гнилью в фазу всходов (контроль — %, опыт – отклонение от контроля, %)

Варианты обработки	Показатели, %
Варианты обработки	Распространенность болезни	Интенсивность поражения
1	19,8	13,7
2	-38,8	-51,4
3	-74,5	-77,0
4	-79,6	-78,4
5	-85,7	-89,2

Обработка семян ячменя перед посевом новым комплексным биостимулятором на фазе всходов наиболее эффективно защищала микрорастения от фузариозных заболеваний.

4.4.2. Изучение влияния препаратов на горохе Фараон

Горох «Фараон» урожай 2019г. был посеян 15.05.2020. Делянки 1м², 30см дорожка между образцами 5 образцов по 4 повторности:

1.Контроль

2.Элексир Урожая 0,2мл/м2

3.Нигор+ экзометаболиты триходермы 1мл/1литр (10 ^-4)

4.Скарлет 0,03мл/м2

5.Элексир Урожая+Нигор+ экзометаболиты 1:1


1	2 3


4	5

Рисунок 35 — Вид посевов гороха по вариантам 7.06.2020 г: 1- контроль; 2- Эликсир Урожая; 3- Нигор+ экзометаболиты; 4- Скарлет; 5- Нигор+ экзометаболиты+Эликсир Урожая

Как видно, из рис. 35, посевы гороха в вариантах с обработкой препаратами во всех случаях менее разреженные, чем в контроле. Особенно отличаются варианты с обработкой Нигор+ экзометаболиты и вариант совместного применения Нигор+экзометаболиты+ Эликсир Урожая.

Это соответстввует полевой всхожести, которая в вариантах с обработкой была выше.

Установлено, что полевая всхожесть гороха Фараона под влиянием всех препаратов увеличивается в различной степени (рис. 35, табл. 50 ).

Под влиянием Эликсира Урожая всхожесть увеличилась на 6% по сравнению с контролем, а под влиянием Нигор+экзометаболиты – на 7%, под влиянием совместного применения Нигора и Эликсира Урожая – на 12%, а под влиянием химического пестицида всего на 4%.

Таблица 50. Полевая всхожесть семян гороха под влиянием препаратов

Образец	Всхожесть, %
Контроль	79,16
Эликсир урожая	85,41
Нигор	86,25
Скарлет	83,33
Нигор-эликсир урожая	91,33

Развитие растений гороха показало преимущество препаратов Нигор+экзометаболиты и Нигор+ экзометаболиты_ Эликсир Урожая по сравнению с другими вариантами как по внешнему виду (Рис.36), так и по морфометрическим показателям (таблица 51).

Рисунок 36 — Влияние препаратов на развитие растений гороха Фараон (7.06.2020 г): 1-Контроль; 2- Эликсир Урожая; 3-Нигор+ экзометаболиты;

4-Скарлет; 5- Нигор+экзометаболиты+ Эликсир Урожая

Из данных таблицы 51 следует, что более эффетивными препаратми являются Нигор+экзометаболиты и Нигор+ экзометаболиты+Эликсир Урожая. Увеличиваются высота проростка, корня, число листьев и их площадь, а также наблюдаются весовые преимущества опытных вариантов по зеленой массе.

Таблица 51. Влияние препаратов на рост и развитие растений гороха на 7.06.2020.г

вариант	Длина проростка,см	Длина корня,см	Влажность,%	Вес вег.массы 10 раст.(вег./корень),г	Число листьев,ср	Длина листа,мм	Ширина листа,мм
1	13,7	5,4	86,53	6,10/4,40	8	23,75	17,43
2	14,2	6,01	86,78	7,18/5,01	9,1	24,53	18,18
3	16,8	7,9	87,50	8,20/6,23	10	25,21	19,23
4	13,8	5,8	86,98	6,50/5,0	10,2	24,02	17,58
5	17,5	8,76	87,53	7,5/6,47	11	27,53	21,02

Эти преимущества сохраняются на протяжении всех сроков наблюдения (таблица 52).

Таблица 52. Влияние препаратов на рост и развитие растений гороха на 22.06.2020

вариант	Длина зел.массы, см	Длина корня, см	Влажность, %	Вес зел. массы, гр	Вес корня, гр	Число листьев, шт	Длина листа, мм	Ширина листа,мм
1	14,83	6,14	83,76	7,77	7,93	10,61	25	19,45
2	17,67	8,71	85,01	9,34	6,35	11,12	25,1	19,68
3	18,34	9,75	85,43	10,28	6,81	13,24	28,66	21,07
4	14,23	7,01	83,27	8,23	5,27	11,02	26	20,04
5	19,23	10,02	85,04	11,02	7,57	12,02	30,02	22,07

К моменту формирования бобов на растениях гороха (Таблица 53) наблюдается

Преимущество опытных вариантов перед контролем и по количеству завязываемых бобовы и по их весу, а значит и по формированию урожая. Особенно это касается вариантов с Нигор+ экзометаболиты+Эликсир Урожая.

Таблица 53. Влияние препаратов на рост и развитие растений гороха на 07.07.2020 г

Вариант	Длина растения, см	Количество листьев ,шт	Длина листа, см	Ширина листа, см	Кол-во Бобов, шт	Длина боба, см	Ширина боба, см	Вес зел.массы, 10раст,гр	Вес боба,10 шт.,гр
1	40	16	2,7	1,5	3	4	0,7	21,73	4,66
2	43	22	2,8	1,8	3	4,5	1	23,11	5,08
3	50	24	3,2	2	4	5,5	1,5	33,08	7,26
4	42	22	3	1,5	3	4,2	1,3	22,04	5,34
5	60	28	3,7	2,8	5	6,2	1,7	42,07	8,12

Рисунок 37 — Влияние препаратов на развитие растений гороха на 07.07.2020

По данным таблицы 53 и рис. 37 следует преимущество данных вариантов по морфометрическим показателям. Растения в данных вариантах отличает мощностью развития, формированием крепкого стебля и мощного корня. Это сказалось на урожайных данных гороха (Таблица 54).

Из данных таблицы 54 следует, что 50-ый день после посева гороха на растениях завязалось вдва раза меньше бобов, чем в среднем по годам. Это связано с неблагоприятными условиями развития данной культуры, поэтому данные, полученные по гороху, неудовлетворительны. И тем не менее в экстремальных условиях препараты оказали благоприятное воздействие на накопление биомассы и массы зерна.

Таблица 54. Влияние препаратов на урожайные данные гороха на 7.07.2020 г

вариант	Вес 10 бобов,гр.	Вес гороха с 10 бобов,гр.	Число бобов на 1 растении, г	Вес боба с 1 растения, г	Вес гороха с 1 боба	Вес гороха с 1 растения,г
1	4,66	4.29	3	0,46	0,43	1,26
2	5,08	4,68	3	0,51	0,47	1,38
3	7,26	9,44	4	0,73	0,67	2,68
4	5,34	6,76	3	0,53	0,67	1,47
5	8,12	13,92	5	0,81	0,75	3,75

Рисунок 38 -Влияние препаратов на величину бобов гороха на 07.07.2020

Выводы по главе. На основании проведенных исследований можно резюмировать, что биологические средства защиты растений являются перспективным элементом в технологии выращивания ярового ячменя и гороха.

Исследованные новые препараты: новый биостимулятор «Нигор + экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434», биоудобрение «Эликсир Урожая» и новый комплексный биостимулятор «Нигор + экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 + Эликсир Урожая» повышают всхожесть и энергию прорастания семян, увеличивают число сохранившихся при посеве растений, число продуктивных стеблей, массу 1000 семян, коэффициент хозяйственной эффективности, накопление сахаров в семенах и устойчивость к корневым гнилям.

Новый комплексный биостимулятор «Нигор + экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 + Эликсир Урожая» является наиболее эффективным биологическим препаратом в отношении ярового ячменя и гороха.

РАЗДЕЛ 5 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ НОВОГО БИОСТИМУЛЯТОРА «НИГОР+ЭКЗОМЕТАБОЛИТЫ»

5.1. Влияние биостимулятора на морфометрические показатели и структуру урожая ячменя Скарлет

Методика опыта

Ячмень «Скарлет». Предпосевная обработка семян и двухкратное опрыскивание. В фазу кущения (с гербицидной обработкой), и в фазу трубкования (с фунгицидной).

Заложен производственный опыт. Площадь опытной делянки 10 га.

Дата уборки 1.09.2020. Влажность ячменя при уборке составляла 13 %.

Агрохимическая характеристика почвы, P₂O₅ (по Мачигину ГОСТ 26205-91) 99 мг/кг, К₂О (по Мачигину 26205-91) 102 мг/кг, pH 5 (ГОСТ 26483-85), Гумус по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91) 4,54. Предшественник ячмень. Почва сера лесная, среднесуглинистая.

Проводилась предпосевная обработка ярового ячменя Скарлет с помощью перемешивания инсектицидного протравителя системного действия Имидор Про 0,75 л/т и Биостим Старт 1 л/т в протравителе КС-10 и двухкратное опрыскивание в фазу кущения (27.05.2020) совместно с гербицидом Фенизан, ВР 0,15 л/га (расход рабочей жидкости: при наземной обработке — 200 л/га) и в фазу трубкования (15.06.2020) совместно с фунгицидом Титул Дуо 0,25 л/га. (Расход рабочей жидкости: при наземной обработке – 200 л/га), с помощью опрыскивателя AMAZONEN D492-05. В данной работе производилось производственные полевые испытания улучшенного биологического средства «Нигор» на двух сельскохозяйственных культурах: ячмень сорта «Скарлет», пшеница сорта «Московская 40».

Для исследования влияния активного вещества препарата на продуктивность сельскохозяйственных культур наряду с полевыми испытаниями проводились и лабораторные исследования.

Уборка ячменя проводилась 1 сентября 2020 г.

Учетные данные брались с четырех учетных площадок площадью 1 м^2,в разных частях поля.

Изучение влияния биопрепарата на всхожесть, высоту растений ярового ячменя в онтогенезе и густоту стеблестоя показало ( Таблица 55, рис.39) преимущество растений с опытного варианта по сравнению с необработанными растениями по всем показателям в течение вегетации.

Таблица 55. Влияние биопрепарата на всхожесть, высоту и густоту стеблестоя ячменя Скарлет.

Варианты	Полевая всхожесть,%	Высота,см. (кущение)	Высота,см. (трубкование)	Высота, см. (колошение)	Высота, см. (восковая спелость )	Густота стеблестоя, шт/м²
Контроль	81,3	29,2	44,5	51,3	58,7	515
Биопрепарат	83,5	33,1	47,2	54,1	61,3	523
НСР₀₅	1,2	0,7	0,9	1,1	1,1	2,3

Густота стеблестоя в варианте с биопрепаратом увеличилась по сравнению с контрольными растенияи незначительно (1,55%).

Рисунок 39 — Влияние биопрепарата на рост и развитие ярового ячменя

Вместе с тем, площадь листовой поверхности у опытных вариантов была больше на 9,8% больше, чем в контрольном варианте (Таблица 56).

Таблица 56. Влияние биопрепарата на параметры флагового листа у ячменя Скарлет.

Варианты	Дина флаглиста, мм	Ширина флаглиста, мм	Площадь флаглиста, м²
Контроль	22,21	0,78	12,13
Биопрепарат	24,10	0,79	13,32
НСР₀₅	0,51	0,42	0,45

В таблице 57 представлены данные по структуре урожая ярового ячменя по сравнению с контрольными. Установлено, что за счет увеличения размера колоса, количества и массы 1000 семян урожайность ярового ячменя под влиянием биопрепарат увеличилась на 9,1%.

Таблица 57. Влияние биопрепарата на структуру урожая ячменя Скарлет.

Варианты	Длина колоса, см	Количество зерен в колосе	Масса 1000 семян	Масса зерна, г/м2	Урожайность, ц/га
Контроль	6,3	16,11	32	265,41	19,7
Биопрепарат	6,5	17,21	33	297,01	21,5
НСР05	0,1	0,34	0,02	4,23

5.2. Влияние биостимулятора на морфометрические показатели и структуру урожая озимой пшенице Московская 40

Методика проведения опыта на озимой пшенице

Агрохимическая характеристика почвы, P₂O₅ (по Мачигину ГОСТ 26205-91) 104 мг/кг, К₂О (по Мачигину 26205-91) 135 мг/кг, pH 5,5 (ГОСТ 26483-85), Гумус по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91) 4,09. Предшественник соя. Почва сера лесная, среднесуглинистая.

Проводилось двухкратное опрыскивание в фазу кущения (24.05.2020) совместно с гербицидом Фенизан, ВР 0,15 л/га (расход рабочей жидкости: при наземной обработке — 200 л/га) и в фазу трубкования (10.06.2020) совместно с фунгицидом Титул Дуо 0,25 л/га. (Расход рабочей жидкости: при наземной обработке – 200 л/га), с помощью опрыскивателя AMAZONEN D492-05, фото опытных образцов преставлено на рис. 40.

Рисунок 40 — Посевы озимой пшеницы Московская 40

В результате испытаний установлено преимущество растений озимой пшеницы с опытного варианта по сравнению с контрольными растениями по всхожести, высоте растений в течение онтогенеза и высоте кущения (Таблица 58).

Таблица 58. Влияние биопрепарата на полевую всхожесть, высоту озимой пшеницы Московская 40.

Варианты	Полевая, всхожесть, %.	Высота, см. (кущение)	Высота, см. (трубкование)	Высота, см. (колошение)	Высота, см.(восковая спелость )
Контроль	84,3	32,6	49,5	61,3	67,2
Биопрепарат	86,1	33,1	52,6	65,1	69,4
НСР₀₅	0,9	0,5	1,1	1,2	1,3

Это сказалось и на густоте стеблестоя (Рис. 41, 42). Густота продуктивного стеблестоя озимой пшеницы Московская 40, перед уборкой. Контроль 561 шт/м², опыт 565 шт/м².

Рисунок 41 — Густота продуктивного стеблестоя озимой пшеницы под влиянием биопрепарата

Рисунок 42 — Стеблестой озимой пшеницы по вариантам

Густота продуктивного стеблестоя озимой пшеницы Московская 40, перед уборкой в опытном варианте незначительно превышает контрольные растения.

Рост высоты растений сказался и на площади флагового листа (Таблица 59). На опытных растениях площадь флагового листа увеличилась на 3,7%

Изучение структуры урожая озимой пшеницы (Таблица 60) показало положительный эффект от применения биопрепарата. Увеличились размеры колоса, масса зерна и обшая урожайность по сравнению с контрольным вариантом возростла на 7%.

Таблица 59. Влияние биопрепарата на параметры флагового листа у озимой пшеницы Московская 40.

Варианты	Дина флаглиста, мм	Ширина флаглиста, мм	Площадь флаглиста, м²
Контроль	24,21	0,81	19,6
Биопрепарат	25,10	0,81	20,3
НСР₀₅	0,39	0,45	0,45

Таблица 60. Влияние биопрепарата на структуру урожая озимой пшеницы Московская 40.

Варианты	Длина колоса, см	Количество зерен в колосе	Масса, 1000 семян	Масса зерна, г/м²	Урожайность, ц/га
Контроль	7,4	25,02	35,1	492,6	38,8
Биопрепарат	7,8	26,41	35,3	526,7	41,5
НСР05	0,2	0,34	0,03	4,23

5.3. Изучение показателя вегетационного индекса и количества хлорофилла по вариантам

Управление растениеводством, связанное с прогнозированием урожайности сельскохозяйственных культур, последствиями воздействия окружающей среды, химическим составом почвы, влажностью и т.д., может быть основано на спектральной сигнатуре растительных посевов, т.е. коэффициенте отражения/излучения в зависимости от длины волны. В мировой практике сельского хозяйства широко используются вегетационные индексы NDVI, помогающие провести качественный анализ состояния растительности на основании дистанционного зондирования (Pooja Vinod Janse, Ratnadeep R. Deshmukh, Priyanka U. Randive. Vegetation Indices for Crop Management: A Review. /IJRAR January 2019, Volume 6, Issue 1, Р.413-415).

Вегетационные индексы (VI) являются важной характеристикой для изучения состояния посевов, указывающих на структурные, биохимические и физиологические изменения. Большая часть структурно связанных растительных индексов создается на основе отражательной способности, полученной в красной и ближней инфракрасной областях. К структурным свойствам относятся биомасса зеленого листа, индекс площади листьев и фотосинтетически поглощенные активные излучения. Биохимические свойства включают пигменты (хлорофилл, антоциан и каротиноиды), а также воду, азотсодержащие соединения, лигнин, целлюлозу и др. К третьей категории состояния растительного покрова относится физиологическое состояние растений, связанное с изменениями, происходящими под влиянием различного рода стрессов. Например, изменение содержания хлорофилла, ксантофилла, влажности и пр. (Pooja Vinod Janse, Ratnadeep R. Deshmukh, Hyperspectral Remote Sensing for Agriculture: A Review, IJCA, Vol.-172, No.-7, 2017; Jinru Xue and Baofeng Su, Significant Remote Sensing Vegetation Indices: A Review of Developments and Applications, Hindawi Journal of Sensors, Volume 2017).

Индексы растительности используются для анализа посевов, содержания питательных элементов в почве, управления пестицидами, оценки урожайности, моделирования и т.д.( J.O. Payero, C.M.U. Neale, J.L. Wright, Сomparison of eleven vegetation indices for estimating plant height of alfalfa and grass, Applied Engineering in Agriculture, American Society of Agricultural Engineers, Vol. 20(3): 385−393, 2004; Thenkabail, P.S., Smith, R.B. and Pauw, E.D., Hyperspectral vegetation indices and their relationships with agricultural crop characteristics. Remote Sensing Environment, 71:158–182, 2000).

Индексы растительности являются полезной информацией, особенно это касается выявления стрессов для своевременного принятия соответствующих мер для управления растениеводством. В России использование зондирования для прогнозирования урожайности и управления растениеводством еще недостаточно широко внедрено и целью наших исследований является изучение возможности использования аэрофотосъемок растительного покрова в условиях Орловской области.

Изучение вегетационного индекса на посевах ярового ячменя Скарле (Таблица 61) показало, что в различные фазы развития культуры они различаются. Наибольшие величины отмечены в фазу трубкования (0,60) – у контроля и 0,65- у обработанных препаратом .

Таблица 61. Влияние биопрепарата на вегетационный индекс NDVI у ячменя Скарлет.

Варианты	NDVI (кущение)	NDVI (трубкование)	NDVI (колошение)
Контроль	0,456	0,601	0,582
Биопрепарат	0,0471	0,652	0,594

На посевах озимой пшеницы (таблица 62) эти показатели значительно выше и по вариантам также отличаются. 0,70 – у контроля и 0, 72- у обработанных биопрепратом растений.

Таблица 62. Влияние биопрепарата на вегетационный индекс NDVI у озимой пшеницы Московская 40.

Варианты	NDVI (кущение)	NDVI (трубкование)	NDVI (колошение)
Контроль	0,521	0,701	0,682
Биопрепарат	0,532	0,723	0,702

Поскольку величина индекса связана с количеством хлорофилла, то наши исследования подтверждают данный факт (Таблица 63). Содержание хлорофилла а и в и их общеее содержание у ярового ячменя и озимой пшенице по фазам развития превосходит этот показатель у контрольных растений на 45,7% и 27,6% соответственно.

Таблица 63. Содержание хлорофилла в листьях ярового ячменя и озимой пшеницы

Образец исследования	Хлороф. А на сырую массу	Хлороф. В на сырую массу	Хлороф.А +В на сырую массу	Каротиноиды на сырую массу
Ячмень. Контроль. 25.05.Кущение	2,73	1,12	3,41	1,13
Ячмень. Опыт.25.05. Кущение	3,31	1,42	4,97	1,48
Ячмень. 10.06. Контроль. Выход в трубку	3,01	1,2	4,0	0,39
Ячмень. 10.06.Опыт. Выход в трубку	3,53	1,59	3,99	1,67
Пшеница. 22.05.Контроль. Фаза трубкования	3,4	1,30	4,42	1,41
Пшеница. 22.05. Опыт. Фаза трубкования	3,8	1,47	5,64	1,52

РАЗДЕЛ 6. ИСПЫТАНИЯ БИОСТИМУЛЯТОРОВ НА АНТИОКСИДАНТНУЮ СИСТЕМУ РАСТЕНИЙ

6.1. Влияние биологического средства защиты растений на энергию прорастания и всхожесть семян гороха, ярового ячменя и озимой культуры.

В лабораторных условиях проводили предпосевную обработку семян улучшенным препаратом «Нигор+экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum» в концентрации 10-⁴ %. Контроль без обработки. Результаты исследования представлены на рис.43, 44, 45 (прил.3).

В лабораторных условиях энергия прорастания ячменя в опытном варианте составила 78,2 %, всхожесть 93,2 %, что выше, чем в контрольном варианте в среднем на 10% (Рис. 43).

Рисунок 43 — Влияние биологического средства защиты растений на энергию прорастания и всхожесть ячменя сорта «Скарлет».

Энергия прорастания в лабораторных условиях в опытном варианте пшеницы составила 79,5%, всхожесть 94,1%, что превышает контрольный вариант около 10% (Рис. 44).

Рисунок 44 — Влияние биологического средства защиты растений на энергию прорастания и всхожесть пшеницы сорта «Московская 40».

Рисунок 45 — Влияние биологического средства защиты растений на энергию прорастания и всхожесть гороха сорта «Фараон»

При обработке семян гороха сорта «Фараон» улучшенным препаратом «Нигор+экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum» энергия прорастания стала равной и составила 100% (Рис. 45). Это свидетельствует о хороших посевных качеств семян, выравненности посевов, одинаковых сроках созревания, что в свою очередь облегчит уборку урожая. В лабораторных условиях в опытном варианте энергия прорастания при обработке возрасла на 2%, а всхожесть на 4%, что доказывает ростстимулирующие свойства препарата.

6.2. Активность антиоксидантных ферментов под влиянием биостимулятора

После предварительного замачивания проводили исследования биологической активности биопрепарата в лабораторных условиях. Для этого измеряли активность антиоксидантных ферментов в проростках ячменя, пшеницы и гороха на протяжении первых четырнадцати суток.

Рисунок 46 — Влияние биологического средства защиты растений на активность фермента каталазы проростков ячменя сорта «Скарлет»

Рисунок 47 — Влияние биологического средства защиты растений на активность фермента каталазы проростков пшеницы сорта «Московская 40»

Рисунок 48 — Влияние биологического средства защиты растений на активность фермента каталазы проростков гороха сорта «Фараон»

Как видно на рисунке 48 активность фермента каталазы по всем вариантам исследования неуклонно снижается, однако, в опытном варианте с применением биопрепарата «Нигор улучшенный» на 3-и сутки эксперимента наибольшую активность фермента 29,482 Е/100 г на ячмене, 11,234 Е/100 г на пшенице, 9,892 Е/100 г на горохе и наиболее низкую активность к концу эксперимента 1,0234 Е/100 г на ячмене, 1,673 Е/100 на пшенице, 1,127 Е/100 на горохе что указывает на проявление действия нашего препарата.

На рисунке 49 показано изменение активности фермента каталаза по вариантам исследования. Выявлено, снижение, однако, в опытном варианте с применением биопрепарата «Нигор» на начало эксперимента активность выше чем, у варианта с применением промышленного препарата Эпин в два раза, а в сравнении с контролем без обработки практически в три раза. Мы видим неуклонное снижение активности по всем вариантам.

Рисунок 49 — Влияние биологического средства защиты растений на активность фермента каталазы проростков ячменя сорта «Скарлет»

Рисунок 50 — Влияние биологического средства защиты растений на активность фермента каталазы проростков пшеницы сорта «Московская 40»

Рисунок 51 — Влияние биологического средства защиты растений на активность фермента каталазы проростков гороха сорта «Фараон»

Анализ активности фермента пероксидазы показал по всем вариантам повышение, однако, в контрольном варианте, без обработки наблюдалось незначительное, при этом в опытном образце с применением нового препарата «Нигор улучшенный» активация фермента значительная и составляет около 45 % (Рис. 51).

6.3. Изучение антиоксидантной активности ячменя по фазам развития

Изучали активность показателей антиоксидантной системы. На всех стадиях развития активность ферментов показывает наглядно формирование устойчивого иммунного ответа на предпосевную обработку.

На протяжении эксперимента мы наблюдаем неуклонный рост активности фермента пероксидаза. Высокая активность фермента выявлена в растениях ячменя, обработанных новым улучшенным биопрепаратом до 1489 Е/100 г. У контроля активность значительна ниже и на конец эксперимента составила 822 Е/100 г. (Рис. 52).

При этом активность фермента каталазы снижается по всем вариантам исследования (рис. 53). При обработке улучшенным биопрепаратом «Нигор» активность снизилась от фазы кущения до фазы выхода в трубку на 49,3299 единиц, при этом повысилась в фазу начала колошения на 20,1948 единиц. В фазу кущения активность контрольного варианта составила 21,4211 Е/100 г, в фазу выхода в трубку снизилась до 13,0613 Е/100 г, а в фазу начало колошения возросла до 14, 5634 Е/100 г.

Рисунок 52 — Активность пероксидазы в растениях ячменя сорта «Скарлет» по фазам развития.

Рисунок 53 — Активность каталазы в растениях ячменя сорта «Скарлет» по фазам развития

Активность супероксиддисмутазы в растениях ячменя по фазам развития представлена на рис. 54.

Рисунок 54 — Активность супероксиддисмутазы в растениях ячменя сорта «Скарлет» по фазам развития

Мы наблюдаем по всем вариантам повышение активности фермента супероксиддисмутазы.

6.4. Изучение антиоксидантной активности пшеницы по фазам развития

При изучении активности показателей антиоксидантной системы пшеницы показано увеличение активности фермента пероксидазы. В контрольном варианте активность повышалась с 254 Е/100 г до 1231 Е/100 г, а в варианте с применением нового улучшенного препарата «Нигор» так же активность возрастает с 643 Е/100 г до 5761 Е/100 г (Рис. 55).

Рисунок 55 — Активность пероксидазы в растениях пшеницы сорта «Московская 40» по фазам развития.

Активность фермента каталазы уменьшалась в контрольном варианте с 23,3489 Е/100 г — фаза кущения до 7,4512 Е/100 г — фаза начало колошения. В варианте с применением нового улучшенного средства «Нигор» активность также понижалось с 66,7122 Е/100 г — фаза кущения до 29,0771 Е/100 г — фаза начало колошения (Рис. 56).

Рисунок 56 — Активность каталазы в растениях пшеницы сорта «Московская 40» по фазам развития.

Мы наблюдаем по всем вариантам повышение активности фермента супероксиддисмутазы.

При этом активность фермента супероксиддисмутаза повышается от начала эксперимента к концу на 584,6 единиц, а у образцов с применением «Нигор» на 906,8 единиц (Рис. 57).

Рисунок 57 — Активность супероксиддисмутазы в растениях пшеницы сорта «Московская 40» по фазам развития.

6.5. Изучение антиоксидантной активности гороха по фазам развития

Как и в предыдущих опытах изучение активности показателей антиоксидантной системы гороха показало увеличение активности фермента пероксидазы. В контрольном варианте активность повышалась со 184 Е/100 г до 823 Е/100 г, а в варианте с применением нового улучшенного препарата «Нигор улучшенный» так же активность возрастает с 553 Е/100 г до 1143 Е/100 г (Рис. 58).

Рисунок 58 — Активность пероксидазы в растениях гороха сорта «Фараон» по фазам развития.

Активность фермента каталазы уменьшалась в контрольном варианте с 13,3489 Е/100 г — фаза кущения до 3,4512 Е/100 г — фаза начало колошения. В варианте с применением нового улучшенного средства «Нигор» активность также понижалось с 27,7122 Е/100 г — фаза кущения до 2,0771 Е/100 г — фаза начало колошения (Рис. 59).

Рисунок 59 — Активность каталазы в растениях гороха сорта «Фараон» по фазам развития.

Мы наблюдаем по всем вариантам повышение активности фермента супероксиддисмутазы.

При этом активность фермента супероксиддисмутаза повышается от начала эксперимента к концу на 25 %, а у образцов с применением «Нигор улучшенный» на 43% (Рис. 60).

Рисунок 60 — Активность супероксиддисмутазы в растениях гороха сорта «Фараон» по фазам развития.

На основании проведенных анализов можно сделать вывод, что использование биопрепарата способствует активизации ферментов антиоксидантной системы. Таким образом, проведенные мероприятия, позволяют увеличить продуктивность зерновых и бобовых культуры и получить при этом экологически безопасную продукцию.

При возделывании ячменя, пшеницы и гороха с применением нового биопрепарата требуется проведение предпосевной обработки и 2-х кратное опрыскивание в фазу кущения и колошения, что позволяет достичь прибавку урожайности на озимой пшенице на 6.9 % , на яровом ячмене 9.1 %, а на горохе 8,3 % в сравнении с контролем без обработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований по определению антагонистической и микопаразитической активности микромицетов рода Trichoderma установлено, что микробы-антагонисты показали разную степень ингибирования в зависимости от времени инкубации (5-е или 10-е сутки) и вида фитопатогена. Отмеченные способности к антагонизму и гиперпаразитизму свидетельствуют о полифункциональном механизме воздействия на патогены – они способны не только сдерживать и подавлять рост фитопатогенных грибов рода Fusarium посредством выделения антагонистических веществ, но также способны использовать мицелий в качестве субстрата.

Все исследуемые штаммы-антагонисты способны к антагонизму и гиперпаразитизму. Перспективным штаммом является T. atrobrunneum ВКПМ F-1434.

Проведя качественный анализ по определению компонентного состава биофлаваноидов гречихи, получили разделенные фракции: рутин, кверцитин, хлорогеновая кислота. Согласно полученным данным исследуемые экстракты из гречихи: рутин и хлорогеновая кислота не обладают активностью в отношении фитопатогена Fusarium oxysporum, в свою очередь кверцетин обладает слабой чувствительностью в отношении фитопатогена Fusarium oxysporum. Однако, препарат под торговой маркой «РутиФлав», представляющий собой по химическому составу смесь биофлаваноидов обладает средней чувствительностью в отношении фитопатогена, вызывающего корневые гнили гороха, поэтому может рекомендоваться в качестве компонента питательной среды для оздоровления растений in vitro.

Проводя, исследования компонентного состава биофлаваноидов гречихи установлено, что кверцетин оказывает ростостимулирующее и фунгицидное действие на проростки гороха: длина корешка в два раза больше, чем в контроле, длина проростка на 28% увеличивает длину. Так же показатели длины корешка и проростка при обработке фракцией кверцетина превышают значения в вариантах обработки с препаратами «Скарлет», «Эликир урожая», «Нигор». На ячмене и яровой пшенице оптимальные результаты ростостимулирующего и фунгицидного действия наблюдали в вариантах при обработке препаратом «РутиФлав», в том числе фракцией кверцетина.

Биопрепараты на основе природных компонентов «Эликсир урожая» и «Нигор» обладают выраженным ростстимулирующим и фунгицидным действием. Компоненты биопрепарата «Нигор» менее эффективно стимулируют рост 6-суточных проростков как гороха, так и ячменя, яровой пшеницы, но и проявляют наиболее выраженным фунгицидным действием в отношении грибов рода Fusarium. Во всех исследованиях нами показано, что использование экзометаболитов T. atrobrunneum ВКПМ F-1434 в отношении гороха, яровой пшеницы и ячменя, увеличивает рост корня и проростка тест-объектов, снижает количество пораженных фитопатогенами семян.

Совместное применение этих препаратов может обеспечить увеличение показателей исследуемых активностей. В связи с чем, в дальнейшем исследовании проводили подбор эффективной комбинации исследуемых биопрепаратов с целью создания нового биопрепарата с защитно-стимулирующими свойствами для применения на горохе, яровой пшенице и ячмене. Новый биопрепарат на основе природных компонентов растительного и микробного происхождения является «Эликсир урожая» и «Нигор» 1:1 со споровой суспензией Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 (ССТr) (с титром 1*10⁸ конидий/мл из расчета 2 мг/л готового раствора) при использовании в качестве средства для предпосвеной обработки семян обладает выраженными ростостимулирующими свойствами в отношении микрорастений гороха и ячменя.

На основании проведенных исследований можно резюмировать, что биологические средства защиты растений являются перспективным элементом в технологии выращивания ярового ячменя и гороха.

Применение биопрепарата способствует активизации ферментов антиоксидантной системы. Таким образом, проведенные мероприятия, позволяют увеличить продуктивность зерновых и бобовых культуры и получить при этом экологически безопасную продукцию.

По результатам исследования опубликовано: 1 патент, 25 статей (1 -ВАК, 3 — Scopus, 1 — Web of Science, 17- РИНЦ ):

1. Патент на изобретение RU 2710783 C1, 13.01.2020. Павловская Н.Е., Гнеушева И.А., Лушников А.В., Маркина О.А.
Штамм trichoderma atrobrunneum, обладающий антибактериальной активностью в отношении Bacillus Anthracis. Заявка № 2019102438 от 29.01.2019.

2. Павловская Н.Е. Испытание влияния новых биопестицидов на возбудителей болезней овощей с применением ДНК-маркеров. / Павловская Н.Е., Гагарина И.Н., Гаврилова А.Ю., Бородин Д.Б.// Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. Т. 10. № 3 (34). С. 401-411.

3. Волков В.А. Новые стимуляторы роста растений на основе водорастворимых наночастиц n-замещенных моноаминокислотных производных фуллерена C 60 и изучение механизма их действия. /Волков В.А., Ямскова О.В., Воронков М.В., Курилов Д.В., Романова В.С., Мисин В.М., Гагарина И.Н., Павловская Н.Е., Горькова И.В., Лушников А.В.// Биофизика. 2020. Т. 65. № 4. С. 745-752

4. Гнеушева И.А., Солохина И.Ю. Оценка антифунгальных и ростостимулирующих свойств биопрепаратов на основе природных компонентов // Вестник ИрГСХА. 2020. № 99. С. 31-39.

5. Павловская Н.Е. Оценка состояния посевов озимой пшеницы и ярового ячменя по среднему значению NDVI, на основе космоснимков. / Павловская Н.Е., Родимцев С.А., Бородин Д.Б., Вершинин С.В., Гагарина И.Н. // Вестник Аграрной науки. 2020. № 6

6. Pavlovskay N.E., Gorkova I.V., Gagarina I.N., Gavrilova A.Y. Creation of new polymer composite bioplastics to produce disposable tableware based on starch В сборнике: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 6th International Conference on Agriproducts Processing and Farming. 2020. С. 012120.

7. Pavlovskay N.E., Gorkov А.А.
Effect of new biologies on winter wheat structure and technological properties В сборнике: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 6th International Conference on Agriproducts Processing and Farming. 2020. С. 012022.

8. Pavlovskaya N., Gneusheva I., Solokhinа I., Ageeva N. В The biological activity of subspecies trichoderma harzianum against fusarium oxysporum, the causative agent of fusarium wilt cucumber in vitro В сборнике: BIO WEB OF CONFERENCES. 2020. С. 00021.

9. Pavlovskay N.E., Gorkova I.V., Gagarina I.N., Borodin.D.B. Testing the effect of new biopesticides on soilborne pathogens of vegetable diseases using DNA markers Рroceedings of universities. Applied chemistry and biotechnology

10. Агеева Н.Ю., Павловская Н.Е., Гнеушева И.А. Изучение влияния биопрепарата, созданного на основе природных компонентов, на интенсивность развития проростков сельскохозяйственных культур./ В сборнике: Рациональное использование сырья и создание новых продуктов биотехнологического назначения Материалы Международной научно-практической конференции по актуальным проблемам в области биотехнологии. 2020

11. Гагарина И.Н. Исследование влияния пестицида биологического происхождения в условиях НОПЦ «Интеграция». /Рациональное использование сырья и создание новых продуктов биотехнологического назначения: материалы международной научно-практической интернет конференции по актуальным проблемам в области биотехнологии. – Орел: Орловский ГАУ, 2020. – с. 87

12. Гагарина И.Н. Биологическая активность растительных экстрактов /Рациональное использование сырья и создание новых продуктов биотехнологического назначения. Материалы международной научно-практической интернет конференции по актуальным проблемам в области биотехнологии. – Орел: Орловский ГАУ, 2020. – с. 151.

13. Гнеушева И.А. Обоснование применения препарата на основе природных компонентов на овощных культур /Состояние, проблемы и перспективы развития аграрной науки на современном этапе: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (г. Чебоксары, 20 февраля 2020 г.) – Чебоксары, 2020. – с. 121-126.

14. Гнеушева И.А., Солохина И.Ю. Исследование качественного состава комплекса фенольных соединений гречихи посевной Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК / Материалы XVII Международной научной конференции. – Брянск: Изд-во Брянский ГАУ, 2020. – с. 190-194

15. Гнеушева И.А., Агеева Н.Ю. Изучение действия микробных биопрепаратов на рост Fusarium spp в условиях in vitro /Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК Материалы XVII Международной научной конференции. – Брянск: Изд-во Брянский ГАУ, 2020. – с. 158-162

16. Гнеушева И.А. Изучение антифунгальных и ростостимулирующих свойств Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 на микрорастениях огурца /Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК. Материалы XVII Международной научной конференции. – Брянск: Изд-во Брянский ГАУ, 2020. – с. 162-166

17. Гнеушева И.А., Солохина И.Ю. Изучение фитогормон-подобной активности штамма Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 /Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК Материалы XVII Международной научной конференции. – Брянск: Изд-во Брянский ГАУ, 2020. – с. 167-171

18. Горьков А.А., Павловская Н.Е., Гагарина И.Н., Горькова И.В. Выявление реакции озимой пшеницы на способы и нормы обработки биопрепаратами. / В сборнике: Биотехнология: состояние и перспективы развития. International forum issue 18 28-30 October, 2020 Moscow. 2020. с. 340-341.

19. Горьков А.А., Павловская Н.Е. Современные технологии выращивания озимой пшеницы с применением криоадаптеров /В книге: биотехнология: состояние и перспективы развития. International forum issue 18 28-30 October, 2020 Moscow.2020. с. 341-343.

20. Горьков А.А., Павловская Н.Е. Исследование влияния биопрепаратов на качество семян озимой пшеницы. / В сборнике: рациональное использование сырья и создание новых продуктов биотехнологического назначения материалы международной научно-практической конференции по актуальным проблемам в области биотехнологии. 2020

21. Костромичева Е.В. Исследования влияния микотоксинов Fusarium oxysporu на активность фермента супероксиддисмутазы в клетках проростков гороха и пшеницы. / В сборнике: Рациональное использование сырья и создание новых продуктов биотехнологического назначения Материалы Международной научно-практической конференции по актуальным проблемам в области биотехнологии. 2020

22. Костромичева Е.В. Исследование влияния микотоксинов грибов рода Fusarium на рост и развитие проростков яровой пшеницы. / В сборнике: Рациональное использование сырья и создание новых продуктов биотехнологического назначения Материалы Международной научно-практической конференции по актуальным проблемам в области биотехнологии. 2020

23. Матулкин Д.К., Павловская Н.Е. Стимуляторы роста на основе метаболитов гриба Trichoderma. /В сборнике: Рациональное использование сырья и создание новых продуктов биотехнологического назначения Материалы Международной научно-практической конференции по актуальным проблемам в области биотехнологии. 2020

24. Павловская Н.Е., Сидоренко В.С., Горьков А.А. Структурный анализ урожая озимой пшеницы под влиянием биопрепаратов. / В сборнике: Рациональное использование сырья и создание новых продуктов биотехнологического назначения Материалы Международной научно-практической конференции по актуальным проблемам в области биотехнологии. 2020

25. Павловская Н.Е., Яковлев А.В. Исследования влияние компонентов комплексных биопрепаратов на динамику роста гриба Fusarium. / В сборнике: Рациональное использование сырья и создание новых продуктов биотехнологического назначения Материалы Международной научно-практической конференции по актуальным проблемам в области биотехнологии. 2020

26. Солохина И.Ю. Биологическая активность фракционного состава биофлавоноидов гречихи. / Современное состояние, перспективы развития АПК и производства специализированных продуктов питания
Омск, 24 апреля 2020 г. С.167-170.

На XXII Российской агропромышленной выставке «Золотая осень — 2020» Конкурс «За успешное внедрение инноваций в сельское хозяйство» Получена золотая медаль за разработку: «Пестицид биологического происхождения «Нигор плюс»»

Получены:

— Акт внедрения нового биологического средства защиты растений Управление Россельхознадзора по Орловской и Курской областям

— Акт внедрения биологического средства защиты растений ООО «Андреевичи»

Список использованной литературы и источников

Приложения

Разработка методических подходов по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы

redactor — Thu, 05 Nov 2020 01:03:12 +0000

Титульный лист и исполнители

Реферат

Отчёт 182 с., 46 табл., 15 рис. 232 источн. , 15 прил.

ПТИЦЕВОДСТВО, ПЛЕМЕННАЯ ПТИЦА, ПЛЕМЕННАЯ ЦЕННОСТЬ, БОНИТИРОВКА, ВОСПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ ПТИЦЫ, ПРОДУКТИВНОСТЬ ПТИЦЫ, ПОРОДЫ, ЛИНИИ И КРОССЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПТИЦЫ, ПРАРОДИТЕЛЬСКОЕ И РОДИТЕЛЬСКОЕ СТАДО ПТИЦЫ, КУРЫ, ИНДЕЙКИ, ГУСИ, УТКИ, ЦЕСАРКИ, ПЕРЕПЕЛА

Объектом исследования является племенная сельскохозяйственная птица разных видов.

Цель исследований — на основе комплексных научных исследований разработать методические подходы по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы.

Исследования выполнены в соответствии с методологией, принятой при изучении вопросов племенной работы в птицеводстве, проведения оценки племенной ценности и продуктивности сельскохозяйственной птицы. При выполнении исследований применяли общие методы эмпирического уровня познания (наблюдение, измерение, оценка, эксперимент) и теоретического (сравнение, аналогия, синтез, логический анализ), а также специальные методы: зоотехнические, монографические, экономико-статистические.

Научная новизна работы заключается в разработке методики объективной оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы мясного, яичного и комбинированного направления продуктивности на современном этапе развития отрасли.

Разработаны общие положение и требования к составу комиссии по комплексной оценке племенных качеств сельскохозяйственной птицы (бонитировке), методике отбора птицы, ее численному составу. Проведены исследования и определены параметры и возраст оценки птицы. Разработаны минимальные требования к продуктивности различных видов сельскохозяйственной птицы для определения класса. Разработаны нормативы оценки молодняка и взрослых перепелов яичных и мясных пород для определения классности: элита-рекорд, элита, I класс, II класс (нормативы по данному виду птицы отсутствуют). Разработаны общие требования к бонитировке селекционного стада птицы всех видов, а также к бонитировке птицы всех видов прародительского и родительского стад. Разработаны требования к оценке птицы общепользовательных пород и генофондного стада всех видов птицы.

По результатам исследований разработаны методические рекомендации по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы. Предложена методика экономической оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы и селекционного достижения в птицеводстве.

Применение разработанных нормативов позволит увеличить продуктивные и воспроизводительные качества племенной и товарной птицы на 3-5% за счет объективной оценки (и соответственно отбора) племенной птицы в селекционных центрах, племенных заводах и репродукторных хозяйствах.

Термины и определения

В настоящем отчете о НИР применяют следующие термины с соответствующими определениями.

Термин	Определение
Бонитировка птиц	Комплексная оценка племенных и продуктивных качеств птицы с целью её отбора для дальнейшего воспроизводства или установления принадлежности к тому или иному классу
Бройлер	Молодняк птицы, получаемый от скрещивания мясных сочетающихся линий для выращивания на мясо
Взрослая птица	Сельскохозяйственная птица, достигшая половой зрелости
Воспроизводительные признаки птицы	Признаки, характеризующие способность птицы к воспроизводству потомства, яйценоскость, оплодотворенность яиц и выводимость
Вывод молодняка птицы	Показатель результатов инкубации яиц, определяемый отношением количества выведенного кондиционного молодняка к количеству всех заложенных яиц в инкубатор и выражаемый в процентах
Выводимость яиц	Свойство оплодотворенных яиц обеспечивать нормальное развитие эмбрионов птицы. В производственных условиях выводимость яиц определяется отношением количества выведенного кондиционного молодняка к количеству оплодотворенных, заложенных в инкубатор, и выражается в процентах
Генотип птицы	Совокупность генов, локализованных в хромосомах птицы
Генофонд птицы	Совокупность генов популяции, характеризующаяся их определенной частотой
Гибридная птица	Птица, полученная в результате скрещивания сочетающихся линий или сочетающихся родительских форм или разных видов
Государственный реестр селекционных достижений	Систематизированный свод документированной информации о сортах растений и породах животных, зарегистрированных в Российской Федерации. Ведется Государственной комиссией по испытанию и охране селекционных достижений
Контрольно-испытательная станция	Предприятие, в задачу которого входит испытание кроссов птицы и выявление лучших из них
Комбинированная селекция птицы	Селекция, основанная на отборе лучших семей и отдельных высокопродуктивных особей птицы для дальнейшего разведения, сочетающая семейную и массовую селекцию
Кросс птицы	Комплекс сочетающихся специализированных линий и гибридов, полученных по определенным схемам скрещивания
Линия птицы	Внутрипородная или межпородная группа птицы, происходящая от выдающихся предков, находящаяся в определенном родстве, специализированная по признакам продуктивности и передающая эти признаки потомству
Молодняк птицы	Сельскохозяйственная птица с суточного возраста до наступления у нее половой зрелости
Массовая селекция птицы	Селекция, основанная на отборе лучших особей птицы по фенотипу для дальнейшего разведения
Материнская линия птицы	Линия птицы, из которой при скрещивании используют самок
Множитель исходных линий птицы	Поголовье линий птицы, предназначенной для воспроизводства прародительского стада
Мини-куры	Куры с наличием сцепленного с полом рецессивного гена dw, характеризующиеся уменьшенными размером и массой тела
Оплодотворенность яиц	Расчетный показатель, определяемый процентным отношением количества оплодотворенных яиц к числу яиц, заложенных в инкубатор, или числу вскрытых яиц, и выражаемый в процентах
Отцовская линия птицы	Линия птицы, из которой при скрещивании используют самцов
Птицеводство	Отрасль животноводства, занимающаяся разведением и использованием разных видов сельскохозяйственной птицы для производства яиц, мяса, пера, пуха
Порода птицы	Группа птицы общего происхождения, сложившаяся в определенных условиях внешней среды и имеющая исходные особенности экстерьера, конституции и продуктивности, передающиеся по наследству
Птица яичной породы (Яйценоская порода птицы)	Сельскохозяйственная птица, основной целью разведения которой является получение яиц
Птица мясной породы	Сельскохозяйственная птица, основной целью разведения которой является получение мяса
Птица мясо-яичной породы (Общепользовательная порода птицы)	Сельскохозяйственная птица, основной целью разведения которой является получение яиц и мяса
Продуктивность птицы	Количество продукции, получаемой от особи сельскохозяйственной птицы за определенный период
Племптицезавод	Предприятие по воспроизводству птицы разных линий и пород, поддержанию и совершенствованию ее племенных, продуктивных качеств и производству прародительских форм
Племптицерепродуктор	Предприятие, осуществляющее воспроизводство племенной птицы и производство племенной продукции для птицефабрик и инкубаторно-птицеводческих станций
Племптицерепродуктор первого порядка	Предприятие, работающее с прародительским стадом птицы и производящее родительские формы
Племптицерепродуктор второго порядка	Предприятие, работающее с родительским стадом птицы и производящее финальный гибрид
Птицеферма	Подразделение предприятия, занимающееся производством птицеводческой продукции
Птичник	Помещение для содержания сельскохозяйственной птицы
Птичник-испытатель	Птичник, предназначенный для индивидуальной или групповой оценки селекционной птицы
Племенная работа в птицеводстве	Комплекс зоотехнических, селекционных и организационных мероприятий, направленных на получение высокопродуктивного племенного и промышленного поголовья птицы
Племенная птица	Селекционная птица, предназначенная для получения потомства
Половое соотношение птицы	Число самок, приходящихся на одного самца в племенных стадах птицы
Прародительская форма	Линии птицы, при скрещивании которых получают гибридные отцовские и материнские (родительские) формы
Прародительское стадо птицы	Поголовье самцов и самок, используемых для воспроизводства родительского стада птицы
Промышленное стадо птицы	Поголовье кур яичных пород, используемых для производства пищевых яиц, и поголовье бройлеров
Плодовитость птицы	Число молодняка птицы, полученного от самца и самки за определенный период
Ремонтный молодняк птицы	Молодняк сельскохозяйственной птицы, выращиваемый для замены взрослого поголовья
Родительское стадо птицы	Поголовье самцов и самок птицы, гибридное потомство которых используют в промышленном стаде для производства товарной продукции
Сельскохозяйственная птица	Птица, разводимая с целью получения от нее яиц, мяса, пера, пуха. К сельскохозяйственной птице относятся: куры — петух, курица, цыпленок; индейки — индюк, индейка, индюшонок; цесарки — цесарь, цесарка, цесаренок; утки — селезень, утка, утенок; гуси — гусак, гусыня, гусенок; перепела — перепел, перепелка, перепеленок
Сохранность птицы	Показатель, определяемый отношением конечного поголовья птицы к начальному и выражаемый в процентах
Селекционный центр по птицеводству	Организация, в функции которой входит создание новых пород, линий и кроссов птицы, разработка приемов и методов селекции, научно-методическое руководство и координация племенной работы с птицей
Селекционная работа в птицеводстве	Комплекс мероприятий, включающих оценку птицы, отбор и побор ее по фенотипу, генотипу с целью консолидации, совершенствования существующих признаков и создания птицы с новыми полезными признаками
Семейная селекция птицы	Селекция, основанная на отборе по фенотипу и генотипу лучших семей и семейств птицы для дальнейшего разведения
Семейство птицы	Группа птицы, состоящая из самца, спаривающихся с ним самок и их потомства
Семья птицы	Группа птицы, состоящая из самца, спаривающейся с ним самки и их потомства
Селекционное стадо птицы	Поголовье самцов и самок исходных линий птицы, оцениваемых по качеству потомства для дальнейшего совершенствования признаков, и их потомство
Стандарт породы птицы	Общие требования, предъявляемые преимущественно к экстерьерным признакам птицы
Финальный гибрид	Гибрид, полученный в результате скрещивания линий по полной схеме кросса
Чистопородная птица	Птица, принадлежащая породе, разводимой «в себе» не менее четырех поколений
Чистопородное разведение	Размножение птицы в пределах породы, то есть без привлечения племенного материала иной породы
Яйценоскость птицы	Количество яиц, снесенных самкой сельскохозяйственной птицы за определенный период
Яйценоскость на начальную несушку	Показатель, определяемый отношением валового сбора яиц за определенный период, к поголовью несушек на начало учитываемого периода

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В плане последовательного увеличения производства продукции птицеводства важная роль отводится повышению количественных и качественных показателей птицы, ее жизнеспособности и сохранности. В настоящее время в Российской Федерации с целью повышения конкурентоспособности птицеводства проводятся мероприятия, направленные на улучшение организации племенного дела путем создания системы специализированных, технически хорошо оборудованных селекционно-генетических центров, племзаводов и репродукторов, находящихся в тесной взаимосвязи как между собой, так и с товарными предприятиями [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7].

Основные методы селекции и разведения сельскохозяйственной птицы сформулированы в трудах многих ученых еще в прошлом столетии, но при этом их использование не позволило достичь так называемого «селекционного плато». Разработка и применение новых способов комплексной оценки, фенотипического и генотипического отбора и различных форм подбора птицы обеспечивают селекционно-генетический прогресс.

С целью получения потомства с заданным сочетанием признаков большое значение имеют правильно избранные методы оценки отбора и подбора родительских пар, а они зависят от степени и характера связей между различными хозяйственно-полезными признаками.

Оценка и отбор особей для дальнейшего воспроизводства ведется по комплексу признаков, потому что отбор по одному признаку приводит к ухудшению других. Широкое применение в селекционной работе с птицей получил комбинированный метод отбора, сочетающий в себе массовую (по фенотипу) и семейную (по генотипу) селекцию.

Фенотипический отбор птицы, который проводят без учета происхождения и оценки потомков, иначе называют массовым. Он может давать результаты, если стадо обладает большой изменчивостью и наследуемостью селекционируемого признака. Массовый отбор широко применяют в племенных заводах и репродукторных хозяйствах при бонитировке птицы и закладке яиц на инкубацию. При высокой продуктивности современных линий птицы массовая селекция в СГЦ малоэффективна из-за низкой наследуемости количественных признаков. Высокая степень вариации признака еще не указывает на возможность наследования, поэтому применяют семейную селекцию с учетом качества потомства.

Целесообразно применять комплексную ступенчатую селекцию: из лучших семейств выбирать лучшие семьи и из них — лучших особей. Лучшее семейство более достоверно характеризует самца, так как большое количество несушек в семействе уменьшает влияние материнского организма на потомков, по показателям которых его оценивают. Средний по семье показатель с одинаковым основанием может быть отнесен к любому члену семьи, так как генетическая корреляция его с родителями, как у других братьев и сестер равна 0,5. Лучший член семьи показывает уровень признака, который может быть достигнут под влиянием генотипа, свойственного семье линии, родительской формы [6, 8].

В последнее десятилетие в селекции сельскохозяйственной птицы намечена тенденция поиска ДНК-маркеров продуктивности. Были приложены значительные усилия на поиск связи мясной и яичной продуктивностью кур с ДНК-маркерами, однако значимых практических результатов пока не достигнуто, тем не менее, исследования в этом направлении продолжаются.

Перспективным направлением в совершенствовании племенного дела, сохранения генофонда ценных, высокопродуктивных, а также редких и исчезающих пород сельскохозяйственных птиц сможет стать объективная оценка племенной ценности разводимой в стране сельскохозяйственной птицы. Во всех звеньях селекционного процесса проводится оценка птицы, получившая название бонитировки. Под бонитировкой понимают комплексную оценку племенных и продуктивных качеств птицы с целью её отбора для дальнейшего воспроизводства или установления принадлежности к тому или иному классу. Определение бонитировочного класса птицы в хозяйстве дает возможность судить о её племенной ценности и устанавливать соответствующие цены при реализации продукции.

Разработанная ВНИТИПтицеводства по Госконтракту с МСХ РФ (ГК 778-1/А от 03.10.2005 г.) инструкция по комплексной оценке племенных качеств сельскохозяйственной птицы (яичные и мясные куры, гуси, утки, индейки, цесарки) сыграла положительную роль в развитие племенного птицеводства в стране. Однако в настоящее время существенно изменились продуктивные и племенные качества сельскохозяйственной птицы. Следует констатировать, что за последние 10-15 лет в мясном и яичном птицеводстве отечественными и зарубежными селекционерами был достигнут существенный прогресс в увеличении продуктивных и воспроизводительных показателей практически у всех видов сельскохозяйственной птицы. Однако специалисты хозяйств при оценке птицы в настоящее время пользуются инструкцией, разработанной в 2005 году. Данная инструкция по оценке птицы существенно устарела и требует уточнения, исходя из реальных показателей разводимой птицы в стране в настоящее время. При этом по отдельным видам сельскохозяйственной птицы материалы по бонитировке вообще отсутствуют.

Цель и задачи исследований — на основе комплексных научных исследований разработать методические подходы по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы.

Достижение поставленной цели предопределило решение следующих приоритетных задач:

— разработать общие положение и требования к составу комиссии по комплексной оценке племенных качеств сельскохозяйственной птицы (бонитировке), методике отбора птицы, ее численному составу;

— в связи с изменением продуктивных качеств мясных и яичных кур, гусей, уток, индеек, цесарок провести исследования и определить параметры и возраст оценки птицы;

— разработать нормативы оценки молодняка и взрослых перепелов для определения классности: элита-рекорд, элита, I класс, II класс (нормативы по данному виду птицы отсутствуют);

— разработать требования к оценке общепользовательных пород и генофондных стад всех видов птицы;

— разработать методические рекомендации по порядку и условиям проведения комплексной оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы, а также методику экономической оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы и селекционного достижения в птицеводстве;

— определить эффективность предложенных нормативов оценки сельскохозяйственной птицы.

Научная новизна работы заключается в разработке методики объективной оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы мясного, яичного и комбинированного направления продуктивности на современном этапе развития отрасли.

Практическая значимость работы. Разработаны общие положение и требования к составу комиссии по комплексной оценке племенных качеств сельскохозяйственной птицы (бонитировке), методике отбора птицы, ее численному составу. В связи с изменением продуктивных качеств мясных и яичных кур, гусей, уток, индеек, цесарок проведены исследования и определены параметры и возраст оценки птицы. Разработаны минимальные требования к продуктивности различных видов сельскохозяйственной птицы для определения класса. Разработаны нормативы оценки молодняка и взрослых перепелов яичных и мясных пород для определения классности: элита-рекорд, элита, I класс, II класс (нормативы по данному виду птицы отсутствуют). Разработаны общие требования к бонитировке селекционного стада птицы всех видов, а также к бонитировке птицы всех видов прародительского и родительского стад. Разработаны требования к оценке птицы общепользовательных пород и генофондного стада всех видов птицы.

Обобщение данных о бонитировке и информированность заинтересованных лиц о ее результатах являются стимулом для эффективного использования высокоценных племенных животных.

Исследования проводили совместно с учеными ФНЦ «ВНИТИП» РАН. Договор о сотрудничестве (№1 от 31.01.2019 г.) между ФГБОУ ВО Орловский ГАУ и ФНЦ «ВНИТИП» РАН прилагается к отчету (приложение А).

По материалам научно-исследовательской работы опубликовано 14 научных работ, в том числе 5 — в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Результаты исследований по разработке методических подходов по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы внедрены:

— в СГЦ «Загорское ЭПХ» — филиал ФНЦ «ВНИТИП» РАН, г. Сергиев Посад, Московская обл. (акт внедрения от 22.11.2019 г.) (приложение Б);

— в СП «Фабрика по производству мяса птицы» АО АПК «Орловская Нива», д. Хмелевая, Урицкий р-н, Орловская обл. (акт внедрения от 27.11.2019 г.) (приложение В);

— в ООО «Племптицезавод Благоварский», Республика Башкортостан, Благоварский р-н, с. Языково (акт внедрения от 31.10.2019 г.) (приложение Г);

— в ООО «Вурнарец», Чувашская Республика, г. Иговары, Цивильский район (акт внедрения от 02.11.2019 г.) (приложение Д);

— в ООО «Генофонд», г. Сергиев Посад, Московская обл. (акт внедрения от 19.11.2019 г.) (приложение Е).

Материалы научно-исследовательской работы и методические рекомендации по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВО Орловский ГАУ при преподавании дисциплин «Птицеводство», «Разведение и селекция с.-х. птицы», «Интенсивные технологии производства яиц и мяса птицы» (бакалавриат по направлению подготовки 36.03.02 Зоотехния); «Актуальные проблемы отрасли птицеводства», «Современные проблемы зоотехнии», «Современные аспекты племенного дела» (магистратура по направлению подготовки 36.04.02 Зоотехния) (акт внедрения от 25.12.2019 г.) (приложение Ж).

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. МАТЕРИАЛЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

При проведении исследований и разработке методических рекомендаций по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы были учтены следующие требования:

— требования Концепции развития птицеводства в Российской Федерации на период до 2020 года, утвержденной приказом Минсельхоза РФ от 15.12.2010 г. № 433;

— требования Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы, утвержденной Указом Президента Российской Федерации от 21 июля 2016 г. № 350;

— требования Федерального Закона Российской Федерации «О племенном животноводстве» от 03.08.1995 г. №123-Ф3;

— требования Федерального Закона Российской Федерации от 02.08.2019 г. №288 — ФЗ «О внесении изменений в Федеральный Закон «О племенном животноводстве» в части совершенствования управления в области племенного животноводства;

— требования Положения о Министерстве сельского хозяйства Российской Федерации, утверждены постановлением Правительства Российской Федерации от 12 июня 2008 г. №450;

— требования Правил в области племенного животноводства «Виды организаций, осуществляющих деятельность в области племенного животноводства» (в редакции приказов Минсельхоза России от 16. 04.2013 г. №183, от 16.02.2016 г. №56, от 14.01.2019 г. №8);

— требования Государственного реестра селекционных достижений, допущенных к использованию. Том 2 «Породы животных» (официальное издание). М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019. – 204 с.;

— требования методических рекомендаций по технологическому проектированию птицеводческих предприятий РД АПК-1.10.05.04-13;

— требования ГОСТ М 15.101-98. Порядок выполнения научно- исследовательских работ (введен в действие Постановлением Госстандарта РФ от 03.09.1999 г. № 286-ст. Дата введения 01.07.2000 г. взамен ГОСТ 15.101-80);

— требования ГОСТ 7.32-2017. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.

Методический подход — это основа построения и реализации системы оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы. Разработку методических подходов по порядку и условиям оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы осуществляли путем проведения экспериментов и анализа данных к аттестации материалов продуктивности птицы племенных хозяйств разных видов, находящихся в различных регионах РФ. По мясным курам – по данным ООО «Бройлер будущего» («Кобб — Раша» Московской обл., Белгородской обл.); ООО «Авиаген» Тульской обл. (репродукторы I порядка); АО «Агрофирма «Октябрьская» Республика Мордовия, АО «Башкирский Бройлер» Республика Башкортостан, ООО «Первомайская ИПС» Краснодарского края. АО АПК «Орловская Нива» (репродукторы II порядка); по яичной птице − АО «ППЗ Свердловский», СГЦ «Загорское» ЭПХ — филиал ФНЦ «ВНИТИП» РАН Московской обл., СХПК «Племптица − Можайское» Вологодской обл., ООО «Птицефабрика «Вараксино» Удмуртская Республика. По гусям − ООО «ППЗ Благоварский» Республика Башкортостан, ООО «Племенной завод «Махалов» Курганской обл., ООО «Вурнарец» Чувашская Республика. По уткам − ООО «ППЗ Благоварский» Республика Башкортостан. По индейке − СГЦ «Северо-Кавказская ЗОСП — филиал ФНЦ «ВНИТИП» РАН». По цесаркам, перепелам − ООО «Генофонд» Московской обл., АО «Угличская птицефабрика» Ярославской обл.

На этих предприятиях были проанализированы данные по оценке поголовья племенной птицы разных видов (куры — мясные, яичные, мясо-яичные, утки, гуси, индейки, цесарки, перепела) численностью более 500 тыс. голов.

Нормативные показатели оцениваемых признаков определялись путем анализа первичных данных племенных хозяйств за последние 2-3 года оценки того или иного признака, а также опытным путем. Кроме того, при оценке основных признаков, характеризующих племенную ценность конкретного вида сельскохозяйственной птицы, использовались информационные материалы отечественных и зарубежных фирм, работающих на отечественном рынке племенной продукции, а также обобщенные данные источников литературы по теме исследования за последние 3-4 года.

Общая схема исследования представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Общая схема исследований

Возраст оценки основных признаков и их параметры определялись по видам сельскохозяйственной птицы. Птицу оценивали по 2 основным и 3 дополнительным признакам. При этом отдельно оценивали птицу исходных линий, прародительских и родительских форм, а также общепользовательных пород и генофондного стада всех видов птицы, других племенных групп.

Куры исходных линий мясного направления продуктивности:

— живая масса молодняка (петушков и курочек) отцовских и материнских форм в 5- недельном возрасте птицы;

— яйценоскость на начальную несушку (шт.) за 34 и 60 недель жизни птицы;

— вывод цыплят (%);

— сохранность молодняка (%) за период 1-5 и 6-18 недель жизни птицы.

Куры исходных линий и прародительских форм яичного направления продуктивности (с белой и коричневой скорлупой):

— яйценоскость на начальную несушку (шт.) за 40, 45, 68 недель жизни птицы;

— масса яиц (г) в 35-ти и 52-недельном возрастах птицы;

— вывод цыплят (%);

— сохранность молодняка за период 1-17 недель жизни птицы;

— живая масса 17-недельных молодок.

Яичные куры родительских форм (с белой и коричневой скорлупой):

— яйценоскость на начальную несушку (шт.) за 40, 45, 68 недель жизни птицы;

— масса яиц (г) в 35-ти и 52-недельном возрастах птицы;

— вывод цыплят (%);

— сохранность молодняка за период 1-16 недель жизни птицы;

— живая масса 16-недельных молодок.

Гуси тяжелых, средних и легких пород:

— живая масса (кг) в 9 — ти и 10-недельном возрастах птицы;

-яйценоскость (шт.) за продуктивный период (4,5 месяца использования);

— вывод гусят (%);

— сохранность гусят за 9 и 10 недель жизни.

По каждому типу гусей (тяжелому, среднему и легкому) были определены минимальные требования к классу оценки основных и дополнительных признаков.

Утки (линии пород домашних уток):

— живая масса (кг) в 5 — ти и 6-недельном возрастах птицы;

— яйценоскость (шт.) за 6 месяцев первого цикла;

— вывод утят (%);

— сохранность утят (%) за период 1-6 и 7-24 недель жизни.

Мускусные утки:

— живая масса (кг): самцы в 11-недельном возрасте, самки – в 10- недельном возрасте;

— яйценоскость (шт.) за 5 месяцев цикла;

— вывод утят (%);

— сохранность утят (%) до 10 (11 недель) и с 11 до 25 недель жизни.

Индейки белой широкогрудой породы отцовской и материнской форм (средний и тяжелый тип):

— живая масса (кг) самцов и самок в 12-ти и 16- недельном возрастах птицы;

— яйценоскость (шт.) за 16 и 20 недель продуктивного периода птицы;

— вывод индюшат (%);

— сохранность индюшат (%) до 12 и 16 недель жизни.

Индейки исходных линий, генофондных пород:

— живая масса (кг) в 12-ти и 16-недельном возрастах птицы;

— яйценоскость (шт.) за 16 и 20 недель продуктивного периода птицы;

— вывод индюшат (%);

— сохранность индюшат (%) до 12 и 16 недель жизни.

Цесарки:

— живая масса (кг) в 12-ти, 13-недельном возрастах птицы;

— яйценоскость (шт.) за 64 недели жизни птицы;

— вывод молодняка (%);

— сохранность цесарок (%) до 12-недельного возраста.

Перепела (яичные и мясные):

— живая масса (г) в 6-недельном возрасте птицы;

— яйценоскость (шт.) за 36 (для мясных пород) и 40 недель жизни (для яичных пород);

— масса яиц (г) в 10-недельном возрасте птицы;

— вывод молодняка (%);

— сохранность перепелов (%) до 6 недель жизни.

Взвешивание кур, гусей, уток, индеек проводилось на весах с точностью ± 10 г, перепелов – ± 1 г.

Яйценоскость на начальную несушку — показатель, определяемый отношением валового сбора яиц за определенный период, к поголовью несушек на начало учитываемого периода.

Массу одного яйца, а также массу 10 яиц определяли взвешиванием на лабораторных весах по ГОСТ 24104 с пределом допускаемой абсолютной погрешности однократного взвешивания до 1 г.

Сохранность молодняка — показатель, определяемый отношением конечного поголовья птицы к начальному и выражаемый в процентах.

Оплодотворенность яиц — расчетный показатель, определяемый процентным отношением количества оплодотворенных яиц к числу яиц, заложенных в инкубатор, или числу вскрытых яиц, и выражаемый в процентах.

Вывод молодняка птицы — показатель результатов инкубации яиц, определяемый отношением количества выведенного кондиционного молодняка к количеству всех заложенных яиц в инкубатор и выражаемый в процентах

Экспериментальные данные, полученные в ходе исследований, были обработаны методом вариационной статистики на персональном компьютере с использованием программы «Microsoft Excel» (2003), включающей подсчет средней величины (М), ошибки средней арифметической (m). Оценка достоверности различий между средними значениями проводилась по t — критерию Стьюдента в пределах следующих уровней значимости: * Р ˂ 0.05; ** Р ˂ 0.01; *** Р ˂ 0.01.

Учитывая то, в настоящее время в России формируется сеть селекционно-генетических центров, одной из основных задач которых является создание конкурентоспособной птицы на отечественном рынке посредством ее сравнительной оценки, нами была разработана методика экономической оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы и селекционного достижения в птицеводстве. Методика включает основные критерии оценки племенной ценности и селекционного достижения в птицеводстве, алгоритмы их расчета, перечень показателей и условия проведения сравнительной оценки.

Для определения порога экономической безопасности производства яиц исходили из формулы, предложенной профессором Кавтарашвили А.Ш.:

где Р_я — порог экономической безопасности производства яиц, %;

П_к — потребление корма на 1000 голов в сутки, кг;

С_к — стоимость 1 кг корма, руб.;

Д_к — доля кормов в структуре себестоимости яиц, %;

Ц_р — цена реализации 10 яиц, руб.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Оценка племенных качеств сельскохозяйственной птицы яичного направления продуктивности

Куриное яйцо — востребованный и распространенный продукт питания человека. Оно является практически идеальным, полноценным белковым продуктом. Достаточно сказать, что в яйцах кур содержится 56-62% белка (от массы яйца) и 26-32% желтка: желток обладает большим запасом биологической энергии (в нём 32-36% липидов от всей массы желтка) и протеинов (16,3-16,8%). Протеины яйца содержат все незаменимые аминокислоты, что обеспечивает его высокую питательную ценность. При этом на потребительском рынке яйцо − один из самых доступных продуктов питания [1, 2].

Необходимым условием интенсификации производства продуктов птицеводства является повышение продуктивности птицы на основе совершенствования методов племенной работы, улучшения ее организации и формирования конкурентоспособной базы отечественного племенного птицеводства. Прогресс развития отрасли птицеводства России на перспективу требует разработки и внедрения инновационных методов в области генетики, селекции, технологии, инкубации, кормления птицы, переработки и ветеринарного обеспечения для повышения экономической эффективности отрасли [3, 4].

Селекционная работа в яичном птицеводстве позволила достичь высоких производственных показателей. Если в 1960 г. яйценоскость на среднюю несушку составляла 230 шт., при этом на одну тонну корма получали 5000 яиц, то в 2005 г. яйценоскость уже составляла 370 шт. и из одной тонны корма получали 9000 яиц. Интенсивная селекция кур кросса «Хайсекс Браун» в течение 10 лет позволила увеличить яйценоскость на 26 яиц, при снижении затрат кормов с 2,08 кг до 1,93 кг на 1 кг яичной массы [5].

Во всех звеньях селекционного процесса проводится бонитировка, под которой понимают оценку племенных и продуктивных качеств птицы с целью её отбора для дальнейшего воспроизводства или установления принадлежности к тому или иному классу [6-8]. Определение бонитировочного класса разводимой в хозяйстве птицы позволяет судить о её племенной ценности и устанавливать соответствующие цены при реализации продукции.

В настоящее время при бонитировке птицы специалисты хозяйств все еще пользуются инструкцией 2005 года разработки. Данная инструкция не только значительно устарела, но и требует корректировки относительно реальных показателей сельскохозяйственной птицы в России на данный момент. Важной стороной этого вопроса является и отсутствие материалов по бонитировке отдельных видов разводимой птицы.

Цель наших исследований заключалась в проведении анализа селекционно-племенной работы, проводимой в птицеводстве, и оценке племенных качеств кур яичного направления продуктивности.

Проведенный нами анализ показателей продуктивности яичных кроссов кур, начиная с 70-х годов ХХ столетия, показал, что за последние 40 лет в странах с развитым промышленным птицеводством (Канада, США, Германия, Франция, Голландия, Россия и др.) были созданы высокопродуктивные яичные кроссы в породах леггорн и род-айланд.

При этом стремление к повышению рентабельности производства и постоянному увеличению прибыли не только с количественной, но и с качественной стороны, приводило к более интенсивному использованию явления гетерозиса, а на породу стали смотреть как на средство достижения определенных экономических целей [9-11].

В 80-е годы на рынке появились 4-линейные кроссы кур, созданные на основе линий леггорнов с белой окраской скорлупы яиц, финальный гибрид которых за счет эффекта гетерозиса имел яичную продуктивность на 5-7% выше ранее разводимой птицы. Также появились и 4-х линейные кроссы с коричневой окраской скорлупы яиц, созданные на основе генофонда породы род-айланд. Эта птица также отселекционирована на высокую яичную продуктивность. Созданная птица 4-х линейных кроссов обеспечивала получение аутосексных цыплят, поскольку отдельные линии в этой породе несут в себе гены золотистости или медленной оперяемости, сцепленные с полом. После убоя кур, несущих яйца с окрашенной скорлупой, получают достаточно привлекательную тушку − массой 1,5-1,7 кг, которая пользуется спросом у населения. В конце 80-х годов прошлого столетия ставилась задача достичь уровня конверсии корма 2,0 кг/кг яичной массы при сбалансированных рационах кормления по всем питательным веществам. И эта цель уже в начале 90-х годов XX столетия была достигнута [12-14].

В расчете на одно поколение селекционный эффект за период 1970-1980 гг. составил: по яйценоскости − +3,5 яйца, по средней массе яиц − +0,3 г; по конверсии корма − -0,02 кг/кг яичной массы; за период 1980-1985 гг. соответственно: +1,2 яйца; +0,20 г; -0,046 кг/кг; за период 1986-1995 гг. − +1,8 яиц; +0,02 г; -0,009 кг/кг; за период 1995-2010 гг. − +0,5 яйца; +0,00 г; -0,015 кг/кг. Таким образом, уже с 1986 года темпы генетического прогресса заметно снизились, что обусловлено, в первую очередь, биологией яйцеобразования у кур. У яичных кур в яичнике насчитывают около 4,0 тыс. зачатков яиц, а от момента овуляции до снесения яйца проходит 22-27 часов [15]. Это означает, что биологическое плато образования полноценных яиц у кур за год (365 дней) находится в пределах 365-398 яиц, но достичь его современными методами селекции и технологии пока не реально. Именно поэтому в настоящее время селекционеры всех стран направили свои усилия на продление срока продуктивного использования несушек с относительно высоким (не ниже 70%) уровнем яйцекладки в 76-80 недель жизни. Уже в 2010-2015 гг. появились кроссы кур с яйценоскостью за 80 недель жизни – 360-366 яиц, средней массой яиц 61,2-63,6 г и конверсией корма 1,21-1,23 кг/10 яиц (белые кроссы на основе породы леггорн) и 1,28-1,30 кг/10 яиц (коричневые кроссы на основе род-айландов) [16-18].

Важным направлением селекции яичных кур следует считать повышение адаптационных свойств при сохранении продуктивности, поскольку высокопродуктивные кроссы реализуют свою полную продуктивность только при тщательном соблюдении всех технологических параметров. Однако это не всегда обосновано экономически [19, 20]. Хорошая адаптация к температурному фактору, менее качественным кормам и повышенной угрозе заболевания может оказаться решающей для сохранения породы и более широкого ее распространения. Решение проблемы адаптации при изменяющихся экологических факторах обеспечивается достаточным генетическим разнообразием популяции животных, что требует проведения мероприятий, направленных на сохранение их генофонда [21].

Селекция на улучшение конверсии корма в яичном птицеводстве позволяет надеяться на снижение высоких затрат на кормление птицы. Однако интенсивная селекция на улучшение конверсии корма может приводить к негативным явлениям, так как куры утрачивают способность поедать большие дозы корма [19].

Изучение инбредных кур-несушек позволило выявить области четвертой хромосомы, связанные с параметрами количественных признаков яичной продуктивности [18]. При выявлении генетических маркеров яичной продуктивности кур считают важным также учитывать их принадлежность к доминирующей аллели [22].

Одним из важных направлений селекционной работы является создание аутосексных линий и кроссов птицы. Особое значение это имеет для яичного птицеводства в плане снижения затрат труда на сортировку цыплят по полу и повышение точности сексирования до 98,0-99,5%. Преобладающее большинство отечественных кроссов яичных кур теперь аутосексные, что отвечает запросам потребителей племенной продукции [9, 10, 17, 24-25].

Важным направлением генетического совершенствования яичной продуктивности птиц является сохранение их генофонда [26, 27]. Целенаправленную работу ведут ученые Центра по сохранению генофонда сельскохозяйственной птицы ФНЦ «ВНИТИП» РАН, в коллекционном стаде которого содержатся и воспроизводятся до 76 редких и исчезающих пород кур, которые служат резервом генетического материала. Располагает коллекцией редких пород кур и ВНИИГиРЖ [28]. Значение сохранения генофонда исходных популяций и пород кур отражено в исследованиях, которые показали, что продуктивность яичных кур высокого уровня селекции может быть повышена при скрещивании с породами кур коренных народов во втором поколении гибридного потомства. Анализ локусов количественных признаков выявил их расположение на хромосоме 1 и 11 [29].

Генетический прогресс имеет свои биологические лимиты и предостерегает, что в ближайшие 25 лет они могут быть достигнуты [30]. Именно поэтому в настоящее время, и в обозримом будущем, необходимо постоянное совершенствование методов племенной работы с яичной и мясной птицей, которые направлены не только на повышение генетического потенциала экономически значимых для промышленного птицеводства признаков и увеличение уровня его реализации в условиях современных технологий использования этой птицы, но и на ускорение достижения этих целей. Следствием селекционно-племенной работы должно явиться создание новых кроссов яичных и мясных кур, обеспечивающих дальнейшую экономическую рентабельность их использования [31, 32].

Программы селекции в птицеводстве зависят от целей, т.е. тех продуктивных, экстерьерных или иных признаков, которые планируют улучшить в породе, линии и, как следствие, в кроссах.

На конкурентоспособность яичных кроссов кур влияют, как минимум, 4 группы признаков [33]:

1. Высокий выход товарных яиц, включая оптимальную массу яиц.

2. Эффективная конверсия корма.

3. Высокая жизнеспособность и устойчивость к различным стрессовым ситуациям.

4. Отличные внешние и внутренние качества яиц: крепость скорлупы, ее цвет, окраска желтка, его величина, консистенция белка, питательная ценность яиц, включая аминокислотный состав, уровень холестерина и т.д.

Весь этот комплекс признаков в настоящее время вовлечен в программы селекции кур яичных линий (таблица 1). Все эти признаки имеют сложную полигенную природу наследования и контролируются в разные периоды онтогенеза разными группами генов и их взаимодействием. Достаточно высокий ответ на селекцию, направленную на повышение суммарной яйценоскости от несушки за период 75-80 недель жизни и позволяющий создавать яичные кроссы с выходом 330-350 яиц на начальную несушку за 13-14 месяцев кладки, объясняется тем, что в систему отбора вовлечены слагаемые яйценоскости в разные возрастные периоды продуктивного использования кур [34, 35].

Таблица 1 — Главные признаки отбора при выведении линий в яичных и мясных кроссах кур

Яичные линии

Мясные линии

− Яйценоскость

− Масса яиц и прочность скорлупы

− Уровень быстроты нарастания яичной массы

− Конверсия корма

− Интенсивность пигментации скорлупы яиц

− Жизнеспособность кур (выводимость в период развития молодняка и сохранность в период продуктивного использования)

− Оптимизация живой массы в течение всего жизненного цикла

– Неспецифическая резистентность (стрессоустойчивость)

− Качественные характеристики яиц, включая их питательную ценность

− Живая масса, отражающая скорость её нарастания

− Мясные формы телосложения

− Экстерьерный тип и крепость костяка (особенно при технологии клеточного содержания)

− Выход грудных и ножных мышц

− Конверсия корма (кг/кг прироста цыплят и кг на 10 яиц родительского стада)

− Эмбриональная и постэмбриональная жизнеспособность

− Воспроизводительные качества и плодовитость (выход цыплят от несушки)

− Яйценоскость (материнская форма)

− Масса яиц

− Качество (питательная ценность) мяса бройлеров

Так, кур яичного направления продуктивности оценивают до 45-недельного возраста: по продуктивности матерей – яйценоскости за 40-45 или 68 недель жизни, массе яиц в 35 или 52 недели, по инкубационным показателям; по собственной продуктивности – яйценоскости за 40-45 недель жизни, массе яиц в 35 или 52 недели, сохранности до возраста бонитировки, выводу молодняка и живой массе); кур старше 45-недельного возраста оценивают по показателям собственной продуктивности и сохранности за 45 или 68 недель жизни с учётом вывода цыплят, полученных из яиц бонитируемой птицы [36].

Поэтому в систему оценки и отбора на повышение яйценоскости и оптимальной массы яиц входят такие признаки, как половая зрелость, уровень нарастания интенсивности яйцекладки и массы яиц, пик и плато кладки, ее выравненность и продолжительность, число снесенных яиц в последние месяцы и качество их скорлупы и т.д. [37, 38].

В настоящее время уровень реализации генетического потенциала яйценоскости яичных кур 320-330 яиц за 76 недель жизни. Генетическим же потенциалом можно считать 390-395 яиц за тот же период жизни, то есть курица ежедневно сносит одно яйцо. Дальнейшее увеличение яйценоскости от фактически достигнутой в настоящее время в большей степени зависит от увеличения интенсивности кладки в конце продуктивного использования, а это значит от здоровья птицы, в первую очередь [39, 40].

Однако существует мнение, что к числу признаков, для которых генетическая варианса может быть критической, поскольку в последние годы наблюдается постепенное уменьшение генетического разнообразия по яйценоскости, относятся и жизнеспособность, и половая зрелость, и интенсивность кладки, а значит и эффективность отбора на дальнейшее повышение яйценоскости должна уменьшаться. Это касается кур всех современных кроссов, у которых пик кладки достигает 95-96%, а плато кладки (90% и выше) длится около 28-30 недель. Работать с такой птицей традиционными методами селекции становится все труднее: снижаются коэффициенты изменчивости, как следствие − эффект на поколение отбора [41, 42].

Поэтому, решая проблему по совершенствованию методов повышения яйценоскости, необходимо изменить программу селекции, направив ее как на дальнейшее сокращение возраста достижения птицей половой зрелости, так и на увеличение продолжительности использования яичных кур без снижения их живой массы, интенсивности яйцекладки, массы яиц и их качества (включая прочность скорлупы и период 72-80 недель жизни), а значит и их жизнеспособности [43, 44].

Для этого необходимо проводить отбор на всех этапах продуктивного использования по неделям или месяцам яйцекладки с учетом оптимальных границ каждого признака, в каждый конкретный период, уделив особое внимание нарастанию живой массы молодок в период полового созревания, и анализировать этот период отдельно с учетом изменений в кормлении и содержании птицы (особенно режимов освещения).

Биологической основой повышения эффективности дальнейшей селекции птицы на увеличение ее яйценоскости является вовлечение в систему отбора генотипов на основе оценки её на всем периоде онтогенеза, особенно когда имеет место достаточно высокая изменчивость селекционируемого признака. Как известно интенсивность яйцекладки кур с 10-го месяца начинает снижаться. Это означает, что в оценке кур по интенсивности яйценоскости надо включить и более поздний период в разрезе каждого последующего месяца отмечать кур, которые сохраняют кладку не менее, чем на уровне 90%. Именно от таких несушек, с учетом их оценки по сибсам и полусибсам, необходимо оставлять дочерей.

Аналогичный анализ необходимо делать и по массе яиц, начиная с первых двух недель яйцекладки, если поставлена задача довести до минимума число снесенных курами мелких яиц. Такой анализ необходим до 30-недельного возраста (желательно по неделям кладки), и отбирать кур в возрасте 30 недель необходимо с массой яиц не менее 59-60 г. По нашему мнению, возраст оценки кур по этому признаку в 34 недели слишком поздний и не способствует селекции на повышение массы яиц в первые месяцы яйцекладки.

Селекционные компании утверждают, что в 2020 году появятся яичные кроссы, куры которых будут способны производить 500 яиц за 100 недель жизни [45-47]. Эта цель достигается с помощью селекционных программ, которые основываются на триангуляции фенотипной оценки чистых линий, длящейся более 55 недель, кросс-тестировании потомства (которое в настоящее время проводится в различных условиях по всему миру) и генотипной информации, полученной из ДНК-маркеров (микросателлиты и SNP), которые были проверены, чтобы показать связь с фенотипическими признаками [48].

Интенсивный отбор по таким признакам, как возраст половой зрелости, пик продуктивности и устойчивость яйцекладки до 55 недель, значительно сократил генетические и фенотипические вариации, которые ранее существовали в количестве яиц в коммерческих линиях. Действительно, биологический предел одного яйца в день, например, практически достигнут на пике производства. В настоящее время распространенной практикой для селекционных компаний является расширение оценки чистой линии за пределы 75 недель. Расчеты наследуемости яйценоскости при 80-100-недельном сроке использования кур умеренны (h² = 0,24) как для белых, так и для коричневых яичных кроссов, следовательно, существуют дополнительные возможности для генетического улучшения устойчивости яйцекладки [49].

В течение многих лет селекционные компании сосредоточили свои усилия на достижении более высокой массы яиц (60 г) путем пикового производства (65,5 г на 50 недель) и поддержания ее на этом уровне или около него как можно дольше. Известно, что масса яиц с возрастом птицы повышается, а прочность скорлупы наоборот, снижается [48]. Значительное ухудшение качества скорлупы, создает проблемы при использовании современного высокомеханизированного оборудования для упаковки и транспортировки яиц [45].

В связи с этим, при продлении срока продуктивного использования кур-несушек следует избегать высокой массы яиц. Задача состоит в том, чтобы масса яиц после пикового значения до конца продленного продуктивного периода оставалась более-менее стабильной [48].

Прочность яичной скорлупы важна для обеспечения целостности и безопасности содержимого яйца. Наследуемость прочности скорлупы яиц, измеренной квазистатическим сжатием до разлома, у коричневых и белых линий кур в 80-100-недельном возрасте составляет 0,28 [49]. Это говорит о том, что возможность сохранения устойчивости прочности яичной скорлупы при продлении срока продуктивного использовании кур является реалистичной.

Цвет яичной скорлупы включается в отбор в популяциях яичных кур, откладывающих коричневые яйца только по эстетическим причинам, а не потому, что этот признак каким-либо иным образом связан с качеством яйца [50]. Обобщенные данные по кроссам с белой и коричневой окраской скорлупы приведены в таблице 2 [5, 39]. Наследуемость по окраске скорлупы яиц в коричневых линиях кур колеблется от 0,3-0,53 в зависимости от породы [51].

Таблица 2 — Характеристика продуктивности птицы яичных кроссов с белой и коричневой окраской скорлупы за 72 недели жизни

Показатель	Финальный гибрид за 72 недели жизни
Показатель	Коричневые	Белые
Яйценоскость на начальную несушку, шт.	322-328	324-330
Яйценоскость на среднюю несушку, шт.	330-336	332-338
Пик яйцекладки, %	93-96	94-97
Средняя масса яиц, г	62,5-65,5	61,5-64,5
Средняя живая масса, кг	1,8-2,0	1,6-1,7
Расход кормов на 10 яиц, кг	1,29-1,33	1,18-1,25
Расход кормов на 1 кг яйцемассы, кг	2,0-2,2	1,9-2,1
Сохранность молодняка, %	96-98	97-99
Сохранность взрослых кур, %	93-96	94-96

Традиционно качество белка яиц определяют по Единице Хау [52, 53]. Сообщают [51], что единицы Хау в течение года продуктивного использования кур снижаются в среднем с 89,6 до 68,8. Наследуемость этого показателя варьирует в пределах 0,21-0,41. Оценки наследуемости для единицы Хау, рассчитанные в течение более длительного (80-100 недель) цикла яйцекладки, все еще находятся в этом диапазоне, т.е. благодаря отбору есть возможность поддерживать приемлемое качество белка при продлении срока продуктивного использования кур [54].

Таким образом, генетические подходы позволяют достигнуть значительных успехов в работе с курами яичного направления продуктивности, что подтверждается созданием ныне существующих высокопродуктивных кроссов «Ломанн браун — классик», «Ломан ЛСЛ — классик», «Хайсекс уайт», «Хайсекс браун», «Супер Ник», «Браун Ник», «Декалб Уайт», «Хай-Лаин», «Родонит — 3», «СП -789» и др. Однако проблема генетического совершенствования кур-несушек не теряет своей актуальности, так как направления селекции не остаются неизменными. В то же время необходимо учитывать, что степень реализации генетического потенциала кур-несушек будет зависеть от используемой технологии содержания и кормления птицы.

2.2 Оценка племенных качеств сельскохозяйственной птицы мясного направления продуктивности

В деле дальнейшего увеличения производства птицеводческой продукции определяющее значение приобретает повышение продуктивности, жизнеспособности, рост качественных показателей птицы. Для создания конкурентоспособной птицы в нашей стране проведено и проводятся мероприятия, направленные на улучшение организации племенного дела путем создания системы специализированных, хорошо технически оснащенных селекционно-генетических центров, племенных заводов и репродукторных хозяйств, тесно взаимосвязанных в функциональном и количественном отношении между собой и с товарными предприятиями [55, 56]. Отечественное бройлерное птицеводство в настоящее время испытывает дефицит в племенных ресурсах, который является следствием проведенных в 1990-е годы реформ в аграрном секторе: спад производства продукции птицеводства привел к снижению спроса на племенную продукцию на 70% [57].

Основные методы селекции и разведения сельскохозяйственной птицы сформулированы в трудах многих ученых еще в прошлом столетии, но при этом их использование не позволило достичь так называемого «селекционного плато» [30, 58]. Разработка и применение новых способов комплексной оценки, фенотипического и генотипического отбора и различных форм подбора птицы обеспечивают селекционно-генетический прогресс.

Оценка и отбор особей для дальнейшего воспроизводства ведется по комплексу признаков, потому что отбор по одному признаку приводит к ухудшению других [61]. Широкое применение в селекционной работе с птицей получил комбинированный метод отбора, сочетающий в себе массовую (по фенотипу) и семейную (по генотипу) селекцию [62].

Фенотипический отбор птицы, который проводят без учета происхождения и оценки потомков, иначе называют массовым. Он может давать результаты, если стадо обладает большой изменчивостью и наследуемостью селекционируемого признака. Массовый отбор широко применяют в племенных заводах и репродукторных хозяйствах при бонитировке птицы и закладке яиц на инкубацию. При высокой продуктивности современных линий птицы массовая селекция в СГЦ (селекционно-генетическом центре) малоэффективна из-за низкой наследуемости количественных признаков. Высокая степень вариации признака еще не указывает на возможность наследования, поэтому применяют семейную селекцию с учетом качества потомства [63].

При применении комплексной ступенчатой селекции из лучших семейств следует выбирать лучшие семьи и из них лучших особей. Лучшее семейство более достоверно характеризует самца, так как большое количество несушек в семействе уменьшает влияние материнского организма на потомков, по показателям которых его оценивают. Средний по семье показатель с одинаковым основанием может быть отнесен к любому члену семьи, так как генетическая корреляция его с родителями, как у других братьев и сестер равна 0,5. Лучший член семьи показывает уровень признака, который может быть достигнут под влиянием генотипа, свойственного семье линии, родительской формы [64, 65].

Куры являются первым видом птиц, выбранным для полного геномного секвенирования. За последние два десятилетия база данных по куриному геному достигла значительного прогресса в наработке большого объема геномной информации благодаря применению передовых биоинформационных технологий. Несколько технологий, таких как ДНК — микротест, серийный анализ экспрессии генов, массовое секвенирование параллельных сигнатур, субтрактивная гибридизация кДНК и следующее поколение технологий секвенирования применяются для исследования полногеномных профилей экспрессии вместо выявления характеров экспрессии одного или нескольких генов у разных видов птиц. Крупномасштабная библиотека кДНК была создана из тканей эмбрионов и взрослых птиц и в ней представлены около 19000 функциональных генов курицы. Нутригеномика выявляет геномные механизмы, вовлеченные в усвоение корма, процессы метаболизма, синтез холестерина и т.п., что может привести к созданию методов повышения эффективности питания птиц [66].

В последнее десятилетие в селекции сельскохозяйственной птицы намечена тенденция поиска ДНК-маркеров продуктивности. Были приложены значительные усилия на поиск связи мясной и яичной продуктивностью кур с ДНК-маркерами, однако значимых практических результатов пока не достигнуто [67-71], тем не менее, исследования в этом направлении должны продолжаться.

Геномная селекция является сегодня дополнительным селекционным инструментом определения селекционной ценности птицы-кандидата в более раннем возрасте, чем традиционным методом. Геномный отбор может внести существенный вклад в улучшение селекционного процесса за счет повышения точности и сокращения интервала между генерациями [72, 73]. Использование геномных инструментов особенно выгодным может стать для повышения устойчивости к болезням. В ближайшем будущем идентификация генов, вероятно, достигнет впечатляющего прогресса, что позволит наиболее полно изучить функциональное разнообразие признаков. Фенотипы, которые будут коррелировать с геномной информацией, определят будущий успех селекции [74]. Однако следует отметить, что в данный момент геномные технологии являются дорогостоящими, требующие значительных инвестиций и доступны, к сожалению, только крупным селекционным компаниям.

В настоящее время комплексную оценку племенных качеств сельскохозяйственной птицы (бонитировку) проводят во всех птицехозяйствах, имеющих племенные стада: селекционно-генетических центрах, племптицезаводах, репродукторах I и II порядка, фермах-репродукторах и на птицефабриках при наличии родительских стад [6, 7]. В хозяйствах или отдельных птичниках, поставленных на карантин по заразным заболеваниям, птицу не бонитируют. Бонитировку проводит комиссия, назначаемая директором хозяйства. При бонитировке производят осмотр птицы и при необходимости проводят контрольное взвешивание её, отбирая методом случайной выборки (не менее 50 голов и 100 яиц из птичника). Птицу оценивают по основным и дополнительным признакам. При этом отдельно оценивают птицу исходных линий, прародительских и родительских форм. Ответственность за бонитировку и её организацию несут главные специалисты хозяйства (зоотехники, зоотехники-селекционеры, ветврачи). Контроль за соблюдением проведения бонитировки осуществляют специалисты областных и республиканских Госплемслужб [36].

Цель наших исследований заключалась в проведении анализа селекционно-племенной работы, проводимой в птицеводстве, и оценке племенных качеств кур мясного направления продуктивности.

Эффективность селекционно-племенной работы в птицеводстве по аналогии с другими видами сельскохозяйственных животных в значительной мере определяется уровнем генетических исследований, а также благополучием птицы, которое производители расценивают главным образом в плане хорошего здоровья птиц, оптимизации кормления и содержания [75].

Одним из основных видов продукции, получивших повсеместное распространение, является мясо цыплят-бройлеров. Оно относится к относительно дешёвым и биологически ценным продуктам питания. В нём содержится высокий процент белка (в грудных мышцах 21-23%, ножных 19-21%) и низкое количество жира (1-4%), поэтому его рекомендуют использовать для всех возрастных групп в качестве диетического питания [76].

В конце 90-х годов прошлого столетия среднесуточный прирост бройлеров, используемых во всех странах мира при выращивании их до 42 дня, колебался в переделах 46-48 г при конверсии корма 1,9-2,0 кг/кг прироста [77, 78], в 2001-2004 гг. благодаря селекционному прогрессу среднесуточный прирост за тот же период увеличился на 8-10 г и составил 53-55 г при конверсии корма 1,7-1,8 кг/кг живой массы. При этом выход грудного филе в % к живой массе повысился с 16 до 18% и составил 415-430 г против 310-320 г пятью, шестью годами ранее. Прогресс на поколение отбора в 42 дня составил: по живой массе +50-60 г; -0,04 кг корма на 1 кг прироста живой массы; +6,2 г по выходу грудного филе; +0,2% по убойному выходу; 0,35 кг корма для нарастания грудной мышцы [33, 79].

В настоящее время в РФ для производства мяса птицы используют импортные и отечественные кроссы кур с относительно одинаковой продуктивностью родительского стада и бройлеров, уровень которой зависит не столько от генетического потенциала признаков, сколько от условий выращивания и содержания в промышленных условиях репродукторных хозяйств [80].

Генетический потенциал основных признаков, характеризующий бройлеров существующих кроссов мясной птицы, позволяет получать бройлеров с живой массой в 35 дней (6 нед.) 2,0-2,1 кг при конверсии корма 1,55-1,60 кг (таблица 3) [5, 81].

Таблица 3 — Нормативные показатели выращивания цыплят-бройлеров различных кроссов

Показатель	Кроссы бройлеров
Показатель	«Смена-8»	«Росс-308»	«Хаббард Ф 15»	«Хаббард Флекс»	«Кобб-500»
Живая масса одного бройлера (г) в возрасте:
35 дн.	2467	2144	2148	2203	2191
42 дн.		2809	2807	2892	2857
Среднесуточный прирост живой массы (г) в возрасте:
35 дн.	60,7	60,1	60,2	61,9	61,4
42 дн.		65,9	65,9	67,8	67,0
Затраты корма на 1 кг прироста живой массы (кг) в возрасте:
35 дн.	1,75	1,55	1,52	1,54	1,53
42 дн.		1,69	1,65	1,67	1,66
Сохранность (%) в возрасте:
35 дн.	98	98	98	98	98
42 дн.		97	97	97	97
Европейский фактор эффективности (индекс продуктивности), ед.
35 дн.	329	355	365	369	370
42 дн.		384	393	400	397

Примечание: * – данные по кроссу «Смена-8» приведены для 40-дневного возраста.

На сегодняшний день в российских птицеводческих хозяйствах отмечено несоответствие показателей выращивания цыплят-бройлеров нормативным значениям, в результате чего птицефабрики получают значительно меньше продукцию и, соответственно, прибыль у них также ниже [5]. Так, на бройлерной фабрике АО АПК «Орловская Нива» показатели живой массы бройлеров в конце выращивания на 15-17% ниже нормативных показателей для кроссов «Росс-308» и «Хаббард», а затраты корма на единицу продукции выше на 8-9% (таблица 4). Этому может быть несколько объяснений, например, несбалансированность рационов по питательным веществам, несоблюдение зоогигиенических нормативов содержания и ветеринарно-санитарных правил. Поэтому для уменьшения разницы между реальными показателями выращивания птицы и нормативами птицефабрики должны находиться в постоянном взаимодействии с селекционными компаниями.

Селекционерами выведены отцовские линии отцовских форм, способные обеспечить среднесуточный прирост свыше 80 г при затратах корма 1,3-1,4 кг/кг прироста. Получены бройлеры с живой массой 2,0 кг в 33 дня с выходом грудного филе 380 г или 19% от живой массы цыплят [82].

Таблица 4 — Производственные показатели СП «Фабрика по производству мяса птицы» АО АПК «Орловская Нива» за 2015-2018 гг.

Показатели	Годы
Показатели	2015	2016	2017	2018
Использование производственных мощностей, %	100	100	100	100
Кроссы бройлеров	«Росс-308»	«Хаббард»	«Хаббард»	«Хаббард»
Среднегодовое поголовье птицы, тыс. гол.	671,3	685,4	688,1	675,2
Производство мяса птицы в живой массе, т	12284,7	13348,1	13585,0	12549,1
Срок откорма бройлеров, дни	39,4	41,0	41,3	41,8
Среднесуточный прирост, г	54,9	56,5	54,8	55,0
Живая масса бройлера, сданного на убой, г	2203,1	2356,5	2303,2	2339,0
Сохранность бройлеров, %	96,2	95,2	95,1	93,8
Затраты корма на 1 кг прироста, кг	1,77	1,80	1,72	1,80
Европейский фактор эффективности (индекс продуктивности), ед.	312	295	308	292

В то же время между показателями живой массы и воспроизводительными признаками кур корреляция отрицательная. Повышение живой массы птицы, особенно во взрослом состоянии, приводит к снижению таких важных признаков, как яйценоскость и оплодотворенность яиц. Это вызывает необходимость специализации птицы различных линий по отдельным признакам, одни линии специализированы преимущественно по высокой живой массе и обмускуленности в раннем возрасте, другие − по воспроизводительным признакам. Для производства цыплят-бройлеров в современных кроссах в качестве линий, селекционируемых на высокую скорость роста молодняка, в куроводстве используют птицу породы корниш, а в качестве линий, селекционируемых по воспроизводительным качествам − птицу породы плимутрок. Яйценоскость мясных кур современных кроссов за 60 недель жизни по породе корниш составляет 90-130 яиц, плимутрок 150-170 яиц. Направления селекции по яйценоскости кур этих пород различны, в породе корниш – это поддержание достигнутого стандартного уровня, в породе плимутрок – повышение яйценоскости [83, 84].

Увеличение яйценоскости у кур сопряжено с определенными трудностями, поскольку, этот показатель отрицательно коррелирует с живой массой, которая является одним из основных селекционируемых признаков для молодняка и соответственно повышает живую массу птицы во взрослом состоянии т.е. снижает её яйценоскость [85], а снижение яйценоскости обуславливает уменьшение эффективности использования племенного поголовья и валового производства мяса бройлеров.

Увеличение количества яиц, получаемых от одной несушки, связано с селекцией по этому признаку и с продлением срока её эксплуатации в течение первого года продуктивности. При этом селекцию ведут на сохранение высокого уровня яйценоскости в последние месяцы яйцекладки. В связи с чем, эксплуатация племенных взрослых кур в хозяйствах нашей страны в настоящее время составляет 62-64 недели [86, 87].

Известно, что в компания Aviagen рекомендует использовать кур до 64 недели, Arbor Acres (США) − до 66 недель [88, 89], Cobb (США) − до 68 недель жизни [90].

В связи с тем, что селекционная работа с мясными курами основана на использовании молодой птицы (первого года продуктивности) применяют предварительную оценку кур за 34 недели жизни [91, 92]. Данный прием основан на наличии высокой возрастной повторяемости яйценоскости кур. Коэффициенты повторяемости по этому признаку у кур за 34, 43 и 70 недель жизни составляют 0,47-0,83. По данным других ученых, эти коэффициенты более низкие и составляют 0,46-0,56 [93, 94].

В процессе развития мирового промышленного птицеводства возникло большое количество профессиональных организаций по селекции, которые на основе своих генетических программ улучшали продуктивность птицы. Эффективность этих программ была неодинаковой и, поскольку влияние качества породы на прибыльность в птицеводстве оказалось столь значительным, производители предпочитали покупать племенной материал только у лучших селекционеров, независимо от расстояния. В результате произошло резкое уменьшение числа селекционных организаций. Сегодня в мире три успешных генетических компании «ISA-Hendrix Genetics» (Нидерланды) и «Westjohann Group» (Германия), Cobb Vantress inc CIE (США) [3].

Несмотря на то, что величина генетической изменчивости по основным признакам мясной продуктивности ещё достаточна для продолжения эффективной селекции, увеличение уровня развития экономически значимых для бройлерного птицеводства признаков на поколение отбора дается с каждым годом селекционерам все труднее. Отдельные специалисты считают, что генетический прогресс имеет свои биологические лимиты и предостерегают, что в ближайшие 25 лет они могут быть достигнуты [47, 95].

Исходя из вышесказанного, в настоящее время и в обозримом будущем возникает необходимость постоянного совершенствования методов племенной работы с птицей, которые направлены не только на повышение генетического потенциала экономически значимых для промышленного птицеводства признаков и увеличение уровня его реализации в условиях современных технологий использования этой птицы, но и на ускорение достижения этих целей. Следствием этой работы будет являться создание новых пород, линий и межлинейных кроссов сельскохозяйственной птицы, обеспечивающих дальнейшую экономическую рентабельность их использования. Составляющими элементами обобщающего показателя экономической оценки селекционного достижения являются прибыль и затраты на всех стадиях создания промышленного гибрида (промышленное, родительское, прародительское стада, исходные линии с учетом выращивания молодняка за период содержания) [96, 97]. В Госреестре РФ [98] в 2019 г. представлено 312 селекционных достижений по курам: 54 породы, 141 линия, 117 кроссов.

Обобщая материал можно констатировать, что на совершенствование бройлерных кроссов влияют 4 группы признаков [33]:

1. Живая масса бройлеров, мясные формы телосложения и крепость костяка (ног).

2. Конверсия корма у бройлеров.

3. Жизнеспособность бройлеров, обеспечивающая за счет генетически обусловленной способности к высокой конверсии корма интенсивный рост цыплят в ранние периоды онтогенеза (1-35 дня).

4. Для кур родительского стада − это яйценоскость, масса яиц и воспроизводительные качества (оплодотворенность и выводимость), здоровье несушек и их стрессоустойчивочть. В линиях отцовской родительской формы корниш − это интенсивный рост и развитие грудной и ножной (бедро + голень) мускулатуры в первые 4-6 недель жизни при высокой жизнеспособности и конверсии корма. В линиях материнской родительской формы белый плимутрок − это ещё и достаточно хорошая яичная продуктивность: не менее 180-185 яиц за 66 недель жизни и получение 140 цыплят на несушку при сохранении у материнской родительской формы достаточно высокой мясной скороспелости (не менее 45-50 г среднесуточного прироста до 35-42 дней).

В настоящее время в бройлерном птицеводстве происходит смешение акцентов при оценке индивидуального развития на более ранние сроки, включая неонатальный и пренатальный периоды [99, 100].

Вышеуказанные тенденции необходимо учитывать при разработке требований по комплексной оценке племенных качеств сельскохозяйственной птицы.

2.3 Современные подходы к оценке племенных качеств гусей

Птицеводство является одной из наиболее интенсивных и динамично развивающихся отраслей АПК России. Принятые органами государственной власти Российской Федерации меры по развитию агропромышленного комплекса, а также включение птицеводческих предприятий (яичного и мясного направления) в приоритетный национальный проект «Развитие АПК» дали существенный толчок для технического перевооружения производственного и перерабатывающего блоков и соответственно обеспечили прирост производства яиц и мяса птицы [101-103]. За период развития в рамках национального проекта и госпрограммы (2007-2018 гг.) темпы прироста были столь значительными, что обеспечили увеличение производства мяса птицы в три раза (3,4 млн. т), яйца – практически на 20% (8 млрд. шт.). В 2018 г. по сравнению с 2017 г. объем производства мяса птицы вырос на 1,2% и составил порядка 5,0 млн. т в убойной массе, производство яиц увеличилось на 0,74% и достигло 44,9 млрд. шт. За последние три года производство мяса птицы увеличилось на 430 тыс. т, причем основной прирост наблюдался в 2017 г. – 320 тыс. т [104, 105].

Минсельхозом России разработана и утверждена Дорожная карта по реализации мероприятий, направленных на развитие племенной базы отечественного животноводства, в которой запланированы сроки проведения мероприятий по развитию племенной базы птицеводства [106]:

– в период 2017-2025 гг. – создание системы селекции, основанной на разработке и внедрении современных генетических и геномных методов, обеспечивающей создание отечественных кроссов мясной и яичной птицы;

– в течение 2018 г. – разработка программного обеспечения для селекционно-племенной работы в птицеводстве.

Перспективным направлением, обеспечивающим прирост объемов производства птицы на убой и расширение его ассортимента, является производство мяса водоплавающей птицы, в частности, гусей. По данным Росптицесоюза, в 2018 г. сложилась следующая структура производства птицы на убой в хозяйствах всех категорий: бройлеры – 90,2%, технологическая выбраковка кур яичных кроссов – 3%, индейки – 5,4%, утки – 1,0% и гуси – 0,4%.

Дальнейшее развитие отечественного птицеводства неразрывно связано с использованием достижений биологической и зоотехнической науки, с технико-технологической модернизацией отрасли. Составной частью общего технологического процесса производства продуктов птицеводства является племенная работа с птицей. Высокая продуктивность существующих и вновь создаваемых пород, линий и кроссов сельскохозяйственной птицы базируется на рациональной организации селекционно-племенной работы и оптимизации условий ее кормления и содержания. Эффективность селекционно-племенной работы в птицеводстве в значительной мере определяется уровнем генетических исследований и разработкой теоретических и практических основ оценки племенных качеств птицы и племенного дела в целом [3, 5, 107-111].

Цель исследований заключалась в проведении анализа селекционно-племенной работы, проводимой в гусеводстве, и в оценке племенных качеств гусей.

Постоянное изменение требований потребительского рынка к качеству и ассортименту продукции птицеводства ставит перед селекционерами задачу по улучшению мясных, перо-пуховых, воспроизводительных качеств мясной птицы, в том числе гусей.

Физиология гусей существенно отличается от других видов сельскохозяйственной птицы. В связи с этим, и методы оценки и отбора этого вида имеют свои особенности. Так, для молодняка гусей современных пород характерна высокая интенсивность прироста живой массы в раннем возрасте. По этому параметру (мясная скороспелость) они превосходят другие виды птицы. Суточные гусята имеют живую массу 90-105 г. За 10 недель жизни их живая масса достигает 4,5-5,0 кг, то есть увеличивается в 45-50 раз. Среднесуточный прирост живой массы гусят составляет 60-100 г. Отмечена высокая скорость роста гусят на фоне более низких затрат корма на единицу прироста в первые три недели жизни после вывода [112, 113].

Выход съедобных частей тушки гусей в убойном возрасте составляет 65-67%, у помесных гусят – до 70%. В тушках 2-месячных гусят содержится 35-37% мышечной ткани, 14-17% составляет кожа и подкожный жир. Мясо гусят обладает высокими питательными свойствами. В нем содержится 58-59% влаги; 17,6-18,2 – протеина; 21,5-22,8 – жира; 0,82-0,98% зольных веществ. Белок мяса гусят по содержанию некоторых аминокислот превосходит белок мяса бройлеров: по лизину – на 30%, по гистидину – на 70%, по аланину – на 30 % [114-117].

С возрастом (в 12 недель и старше) содержание жира в тушке значительно увеличивается и достигает 25-30% за счёт подкожного жира и на 10% – за счёт внутреннего жира. Жир гусей легко усвояем в силу значительного количества непредельных жирных кислот, точка плавления гусиного жира ниже в сравнении с другими видами сельскохозяйственной птицы и животных и составляет 26º-28º [118, 119].

С тушки одного гуся снимают по 250-300 г пера, в том числе пуха 50-60 г. Перо и пух гусей отличается высокими теплоизоляционными свойствами [120, 121].

Биологические особенности пищеварения у гусей обуславливают их способность потреблять большое количество зелёных и сочных кормов. Пищеварительный тракт у гусей в 11 раз длиннее туловища (у кур – только в 8 раз). Мышечный желудок гусей имеет силу давления в 2 раза выше, чем у кур. У гусей хорошо развиты слепые отростки кишечника, поэтому гуси значительно лучше, чем куры и жвачные животные переваривают клетчатку отдельных кормов [122, 123].

Однако большинству пород гусей присуща низкая плодовитость. От пары гусей можно получить – не более 25-30 гусят в то время, как от одной пары мясных кур за год получают 125-150 цыплят, от пары индеек – 50-60 индюшат. Это свидетельствует о низкой плодовитости гусей (яйценоскость на уровне 35-70 яиц, оплодотворённость 80-85%, вывод 60-65%). Существенные видовые колебания связаны со следующими факторами: порода, возраст птицы, её половая скороспелость, сезон года, половое соотношение в стаде, активность гусаков и особенно режим содержания и кормления [124-126].

Половое созревание у гусей наступает в 8-9-месячном возрасте. В этом возрасте завершается основной рост и развитие птицы [127-129].

Отдельные гусаки характеризуются слабой половой активностью, начиная с первого племенного сезона, следовательно, целесообразно их выбраковывать на мясо. В то же время нужно иметь в виду, что половая активность гусаков и яйценоскость гусынь, как правило, повышаются с возрастом. У большинства промышленных пород в течение первых двух-трёх лет яйценоскость увеличивается примерно на 20-25% в год. Наиболее низкая половая активность гусаков и яйценоскость гусынь тяжелых пород гусей имеют место в первый год жизни, а затем постепенно повышаются [130, 131].

Кроме того, в племенной период сперматогенез у гусаков начинается, как правило, на 1-2 недели позднее, чем яйценоскость у гусынь, поэтому первые яйца, снесённые гусынями, часто остаются неоплодотворёнными. Чтобы ускорить подготовку гусаков к началу племенного сезона, продолжительность светового дня в помещении с гусями следует увеличивать с 8 до 14 ч, примерно за 7-10 дней до начала яйцекладки гусынь [132, 133].

Яйценоскость гусей, разводимых в стране пород, по обобщенным данным составляет от 20 до 70 яиц в год, выводимость гусят – 50-80%, масса яиц 120-210 г [121, 134, 135].

В соответствии с «Инструкцией по комплексной оценке племенных качеств сельскохозяйственной птицы (яичные и мясные куры, гуси, утки, индейки, цесарки)» гусей тяжелого, среднего и легкого типов до 52-недельного возраста и старше оценивают по живой массе и сохранности до 9 (10)-недельного возраста, по яйценоскости матерей за первый год использования и проценту вывода молодняка. Старше 52-недельного возраста – по собственным показателям продуктивности: живой массе и сохранности до 9 (10)-недельного возраста, яйценоскости за первый цикл и проценту вывода молодняка (таблица 5) [61].

Таблица 5 — Минимальные требования к продуктивности гусей для определения класса [61]

Признаки	I группа – тяжелый тип*				2 группа – средний тип**				3 группа – легкий тип***
Признаки	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита-рекорд	элита	I класс	II класс
Основные:
Живая масса гусят в 9-недельном возрасте, кг:
самцов	4,5	4,3	4,1	3,9	4,1	3,9	3,8	3,7	3,7	3,7	3,6	3,6
самок	4,1	4,0	3,7	3,6	3,7	3,6	3,5	3,4	3,4	3,3	3,3	3,2
Яйценоскость за 4, 5 мес. использования, шт.	35	33	30	25	50	48	40	35	65	60	55	50
Дополнительные:
Вывод гусят, не ниже %	60	60	60	60	65	65	65	65	70	70	70	70
Сохранность гусят до 9-недельного возраста, не ниже %	90	90	85	85	90	90	85	85	90	90	85	85

Примечание: * Тяжелый тип – линдовские, крупные серые, холмогорские и др. породы; ** Средний тип – арзамасские, адлерские, итальянские, рейнские, оброшинские, венгерские белые и др.; *** Легкий тип – кубанские, китайские и др. При оценке гусей в 10-недельном возрасте минимальные требования по живой массе выше на 10%.

Из числа пород и породных групп, созданных отечественными специалистами, промышленное значение сохранили лишь несколько пород. Это, прежде всего, горьковская породная группа, на основе которой была создана порода гусей линдовская. Линдовская порода была выведена на Линдовской птицефабрике Нижегородской области. У истоков выведения породы стоял заслуженный зоотехник РСФСР Г.К. Ельберт, в последующем многие годы руководивший селекционным процессом по ее совершенствованию. Большой вклад в совершенствование этой птицы также внесли доктор сельскохозяйственных наук Я.С. Ройтер, кандидаты сельскохозяйственных наук П.З. Малис, М.Ю. Сниткин, а также специалисты хозяйства. В настоящее время гуси линдовской породы являются самыми распространенными в Российской Федерации и других странах ближнего зарубежья. Их доля в общем поголовье составляет более 60%. Они явились основой для создания других пород гусей – кубанской, краснозерской. Широко используются также уральские белые и уральские серые породы гусей селекции ГУП «ППЗ Благоварский», а кроме того губернаторские селекции ООО «ППЗ «Махалов» Курганской области [136-138].

Как известно, дальнейший рост продуктивности гусей и качественное улучшение их показателей в значительной степени будет зависеть от используемых методов селекции, достоверной оценки и отбора птицы, правильной организации племенной работы с ней. Существенной стороной этой работы является разработка новых и эффективное использование существующих методов селекции, направленных на создание высокопродуктивных линий, а на их основе – кроссов для получения товарной птицы. На наш взгляд, получение высоких воспроизводительных качеств у отечественных пород гусей можно достичь как путём проведения целенаправленной селекционной работы, так и улучшением условий их содержания.

Методы селекции, направленные на повышение продуктивных качеств гусей в основном такие же, как и при работе с другими видами мясной птицы. Селекционная работа с гусями линдовской породы в ООО «Вурнарец» Республики Чувашия, с гусями в «ППЗ Благоварский» Республики Башкортостан и губернаторскими гусями в ООО «Махалов» осуществляется по общей схеме, принятой в мясном птицеводстве. В её основу положено создание специализированных отцовских и материнских линий, в результате скрещивания которых получают межлинейный гибрид, предназначенный для получения товарной продукции [138-140].

Основные и дополнительные признаки отбора гусей в линиях в общем схожи на всех селекционных заводах (таблица 6).

Таблица 6 — Основные и дополнительные признаки отбора линий гусей [140]

Отцовская линия	Материнская линия
Основные признаки
Живая масса молодняка в 9 недель	Яйценоскость за цикл
Обмускулённость в 9 недель	Затраты корма на 10 яиц
Затраты корма на 1 кг прироста	Выход инкубационных яиц
Оплодотворенность яиц	Выводимость яиц
Сохранность	Сохранность
Оперённость	Оперённость
Дополнительные признаки
Яйценоскость за цикл	Яйценоскость за цикл
Выход инкубационных яиц	Обмускулённость в 9 недель
Вывод молодняка	Затраты корма на 1 кг прироста

Нами проанализированы результаты селекции гусей породы «Линдовская» на племенном предприятии «Вурнарец» (таблица 7).

Таблица 7 — Оценка межлинейного кросса, полученного в ООО «Вурнарец» на базе гусей породы «Линдовская»

Показатель	«Линдовская порода» ( 2009 г.)	Межлинейный кросс 1×2 (2018 г.)
Яйценоскость за 19 недель, шт.	41,9	49,8
Масса яйца, г	151	152,3
Оплодотворенность яиц,%	75,7	89,4
Вывод гусят, %	62,6	72,9
Выход гусят от несушки, гол.	25,2	35,2
Сохранность взрослых гусей, %	94,7	94,8
Живая масса в 9 недель, кг: гусачок гусочка
	4,53	5,12
	4,19	4,77
Сохранность молодняка до достижения возраста 9 недель, %	93,7	94,8

За девять поколений при дифференцированном подходе к селекции линий на племзаводе создали межлинейный кросс, превосходящий исходную породу по выходу гусят (на 39,7%) и по живой массе молодняка (на 13, 5%). Таким образом, дифференцированная селекция гусей по продуктивным признакам с последующим скрещиванием специализированных отцовских и материнских линий позволила получить межлинейный кросс, характеризующийся высокой продуктивностью [140].

Воспроизводительные качества птицы определяются следующим рядом признаков: яйценоскость, выход инкубационных яиц, инкубационные качества яиц (оплодотворённость и выводимость яиц, вывод молодняка), продолжительность сроков использования несушек, а также сохранность молодняка и взрослого поголовья. В мясном птицеводстве каждый из выше перечисленных признаков в значительной мере влияет на выход мяса в расчёте на одну родительскую пару (отец + мать) [141].

Как известно, кур, уток и индеек оценивают по яйценоскости за продуктивный период первого года яйценоскости [56, 142]. В то же время яйценоскость гусынь можно оценивать за два цикла продуктивности [125, 130]. Другие учёные считают, что достоверная оценка возможна лишь за весь период испытания [143].

По данным отечественных и зарубежных учёных, существенным отличием гусей от других видов домашней птицы является повышение у несушек яйценоскости на второй и третий год продуктивности [144, 145].

По обобщённым данным, у большинства пород гусей яйценоскость по второму году увеличивается на 15-25%, по третьему году – на 30-45% [125, 146]. Отмеченная биологическая особенность гусей послужила основанием для экономически оправданного содержания их в родительском стаде в течение длительного периода.

В исследованиях Т.П. Русецкой [130] установлено, что достоверно оценивать и отбирать гусей по яйценоскости можно не менее, чем за два года испытаний. Возраст испытуемой птицы не оказывает существенного влияния на качество получаемого потомства, оцененного по живой массе и сохранности за 9-недель жизни.

Для повышения эффективности селекционной работы большое значение имеет оценка птицы по продуктивности в раннем возрасте. Ускоренная оценка птицы возможна лишь при наличии высокой возрастной повторяемости признака [147, 148].

По мнению Б.В. Смирнова и Е.П. Кравцова [149], в качестве ускоренного метода определения годовой яйценоскости гусынь можно принять яйценоскость за первые три месяца кладки или за март месяц (период интенсивной яйцекладки).

Однако на практике селекцию сельскохозяйственной птицы на увеличение яйценоскости ведут с учётом этого показателя за весь биологический период продуктивности, а яйценоскость за первые месяцы яйцекладки используют как вспомогательный показатель при необходимости ускоренной предварительной оценки производителей [150].

У гусей, также как и у других видов птицы, отмечается положительная связь между длиной цикла и яйценоскостью. Низко продуктивные гуси несли два-три яйца подряд, затем делали длительный перерыв. У высокопродуктивных гусынь кладка яиц была через день в течение практически всего продуктивного периода. Коэффициенты корреляции между яйценоскостью и количеством циклов очень высокие: 0,72-0,75. На основании проведенных исследований, М.Ю. Сниткин рекомендует использовать оценку гусынь по яйценоскости в первые месяцы яйцекладки по количеству и длине циклов [133].

Таким образом, одним из приёмов повышения яйценоскости птицы может являться отбор её по длине циклов в начале продуктивного периода.

Однако большинство специалистов считает, что при селекции мясной птицы по яйценоскости предпочтение следует отдавать особям, чьи матери имели высокую яйценоскость за полный период продуктивности. С целью повышения яйценоскости на начальную несушку, отбор проводят по её уровню в последние месяцы яйцекладки. Это даёт возможность продлить период эксплуатации птицы, получить от несушки большее количество яиц. Отбор таких особей, выживших в течение длительного срока, обеспечивает одновременно и отбор наиболее жизнеспособной птицы [150].

У гусей, также как и у кур, наблюдается высокая связь годовой яйценоскости гусынь с продолжительностью периода их яйцекладки. По данным Б.В. Смирнова и В.В. Ивченко [151], минимальный период яйценоскости у крупных серых гусей составил – 67 дней, у кубанских – 82, максимальный – 226 и 340 дней. Разница в продуктивности гусей с коротким и самым длинным периодом яйценоскости по крупным серым гусям составила – 33 яйца, по кубанским – 94. По данным этих же авторов, коэффициенты корреляции между яйценоскостью и продолжительностью яйцекладки у кубанских гусей колебались в пределах 0,798-0,858.

Большое влияние на показатели яйценоскости оказывает возраст половой зрелости птицы. Коэффициенты наследуемости признака половой зрелости варьируют в широких пределах от 0,16 до 0,48, в связи с этим, вопрос о методах селекции, по мнению Я.С. Ройтера, должен решаться применительно к конкретному стаду птицы [152].

Наряду с массой снесённых яиц, на воспроизводительные качества птицы оказывают влияние и такие показатели, как оплодотворённость и выводимость яиц. Наследуемость оплодотворённости и выводимости яиц очень низкая. По разным оценкам она колеблется от 0,03 до 0,20 [63].

При селекции на повышение оплодотворённости и выводимости яиц используют только тех несушек и самцов – производителей, которые происходят из семей и семейств с высоким уровнем этих показателей.

В гусеводстве проблема повышения оплодотворённости и выводимости яиц стоит особенно остро в связи с тем, что гуси по сравнению с другими видами птицы, характеризуются низким уровнем этих признаков.

Низкий вывод молодняка сдерживает производство, поэтому возникла необходимость поиска приёмов, направленных на повышение инкубационных качеств яиц.

Как и у других видов птицы, у гусей значения коэффициентов наследуемости признаков оплодотворённости и выводимости яиц – низкие. Большинство специалистов считает бесперспективным вести прямую селекцию по этим признакам [153]. Однако в отдельных работах доказано, что систематический и целенаправленный отбор приводит к улучшению выводимости яиц у гусей [127].

Многие исследователи предлагают проводить предварительную оценку самцов по оплодотворённости яиц и отбирать из них лучших. Коэффициенты повторяемости показателя оплодотворённости яиц в период воспроизводства поголовья составляют r = 0,40-0,85. Повторяемость оплодотворённости яиц первых и последующих партий значительно ниже (r = 0,05-0,38). Из этого следует, что оценку самцов-производителей по отдельным партиям можно использовать только как предварительную [134, 143].

В рекомендациях по племенной работе с гусями также предусматривается выбраковка гусаков из стада, показавших низкую оплодотворённость яиц в первых двух партиях [56, 154].

Таким образом, приведённые данные свидетельствуют о том, что при селекции на повышение оплодотворённости яиц необходимо проводить предварительную оценку самцов-производителей по оплодотворяющей способности их спермы и своевременно выбраковывать производителей-ухудшателей.

В гусеводстве, также как и по другим видам птицы, отмечено, что оплодотворённость яиц в значительной степени зависит от возраста самцов. Очень молодые или старые производители характеризуются невысокой оплодотворяющей способностью спермы. Замечено, что гусаки-однолетки в племенной сезон значительно больше теряют живую массу, истощаются и дают большее количество неоплодотворенных яиц, чем гусаки двухлетнего возраста [130, 155].

На второй год использования у гусаков увеличивается количество и улучшается качество спермопродукции, в связи с этим возрастает и их оплодотворяющая способность [156]. Оптимальным возрастом использования гусаков многие исследователи считают 2-3 года [157, 158].

Гусаков с хорошим качеством спермы можно использовать в течение трёх-четырёх лет [132, 159].

В своих исследованиях Т.П. Русецкая [130] установила, что подсадка к четырёхлетним гусыням гусаков-первогодок обеспечивала повышение оплодотворённости яиц за племенной сезон на 4,4-5,2%. Однако в начале племенного сезона оплодотворённость яиц в контрольной группе была выше, чем в опытной на 1,7-1,9%.

Многие учёные и практики – гусеводы рекомендуют ежегодно заменять молодыми 20-30% старых производителей. В первую очередь отбраковывать самцов слабых и с заболеваниями половых органов [160].

Низкая оплодотворённость яиц у гусей может быть вызвана разными причинами. Это и неудовлетворительный микроклимат в птичниках, нарушения в кормлении и содержании птицы, и целый ряд других факторов [161, 162]. Большое влияние на оплодотворённость яиц оказывает также половое соотношение самцов и самок [157].

Значительное повышение численности самцов против нормы приводит, как правило, к дракам между ними и сильному беспокойству самок, в результате чего увеличивается отход птицы, снижается яйценоскость и оплодотворённость яиц. При недостаточном количестве самцов возрастает нагрузка на каждого самца, что также приводит к снижению оподотворённости яиц.

Следует также отметить, что в гусеводстве расходы на кормление и содержание самцов составляют 25-30% от общих затрат на содержание стада взрослых гусей. Поэтому содержание лишних самцов нерентабельно [114, 118].

Одним из недостатков гусей по сравнению с другими видами птиц является низкая половая нагрузка на самца. В практике гусеводства принято считать, что норма нагрузки гусынь на гусака должна быть 3 головы. Однако, надо иметь в виду, что половая активность гусей зависит от их живой массы. Исследования Б.В. Смирнова и др. [127, 163] показали, что для гусей тяжёлых пород нагрузка на гусака должна быть 3-3,5 гусыни, а для лёгких пород 4-5 гусынь на гусака.

При решении вопроса расширения полового соотношения у гусей были предложены следующие приёмы. Ряд авторов рекомендует отбирать гусаков по половой активности. Известно, что гуси характеризуются сравнительно низкой половой активностью, причём отмечаются существенные индивидуальные различия по этому признаку. Некоторые гусаки спариваются 1 раз в десять дней, другие – 10-15 раз в день. В соответствии с выявленными закономерностями, было рекомендовано организовать кратковременные наблюдения за половой активностью гусаков. Пассивных в половом отношении самцов следует выбраковывать. Данный приём позволяет значительно сократить количество гусаков в стаде и тем самым расширить половое соотношение. Согласно рекомендаций Б.В. Смирнова и В.Н. Косова, при выбраковке гусаков с низкой половой активностью половую нагрузку можно увеличить до 6 гусынь на гусака [164, 165].

Ряд авторов [132, 156] рекомендуют для расширения полового соотношения в гусеводстве использовать метод искусственного осеменения. Применение этого метода даёт возможность сократить количество самцов-производителей в 3-4 раза, при этом повысить оплодотворённость яиц на 15-20% и выход молодняка на 10-15% [156]. Однако недостатком применения искусственного осеменения являются высокие затраты труда. Поэтому некоторые исследователи [132] рекомендуют менее трудоёмкий приём – искусственное подосеменение гусынь с периодичностью один раз в 12-13 дней. Этот метод позволяет расширить половое соотношение в стаде до 1:6-7. Преимущество данного метода состоит в том, что подосеменение гусынь в конце продуктивного периода (с периодичностью один раз в 10 дней) позволяет компенсировать спад половой активности гусаков в конце племенного сезона.

При использовании искусственного осеменения, гусаков оценивают по косвенным признакам, не рассматривая биологические особенности гусей к моногамии, что в последующем может привести к снижению оплодотворённости у потомков при естественном спаривании.

По другим видам птицы проблема повышения воспроизводительных качеств и расширения полового соотношения в стаде решается как с помощью целенаправленной селекционной работы, так и путём применения методов направленного выращивания, раздельного кормления самок и самцов и других технологических приёмов [166, 167].

Согласно вышесказанному, для повышения продуктивности и воспроизводительных показателей в стаде следует исходить из особенностей роста, развития и продуктивности конкретной породы гусей, а также из применяемых технологий содержания и режимов кормления птицы [168-170].

По нашему мнению, основными побудительными причинами динамичного развития птицеводства на современном этапе являются в ранговом порядке следующие: достижения генетики, ресурсосберегающие технологии, оборудование, высокая ветеринарная защита птицы и организация труда. Необходимо подчеркнуть, что в отличие от завезенных пород гусей из-за рубежа, отечественные породы гусей более приспособлены к содержанию в упрощенных условиях с применением малозатратных, неэнергоемких технологий. Возможность разведения и выращивания новых пород гусей в естественных природно-климатических условиях с максимальным применением элементов пастбищного содержания обеспечивает повышение рентабельности производства не менее чем на 15%. Проблема взаимодействия организма птицы (генотипа) с окружающей внешней средой (фенотипом) имеет исключительное значение и фактически служит критерием реализации генетического потенциала птицы.

При оценке основных признаков, характеризующих племенную ценность гусей, следует использовать информационные материалы отечественных и зарубежных фирм, работающих на отечественном рынке, а также обобщенные и систематизированные данные современной литературы за последние 3-4 года. Гуси тяжелых, средних и легких пород оцениваются по следующим признакам: живая масса (кг) в 9- и 10-недельном возрасте птицы; яйценоскость (шт.) за продуктивный период; вывод гусят (%); сохранность гусят до 9-недельного возраста. По каждому типу (тяжелому, среднему и легкому) определяются минимальные требования к классу оценки основных и дополнительных признаков.

Конкурентная способность птицы во многом зависит именно от уровня организации селекционно-племенной работы, то есть от правильного ведения первичного учета и его точности, объективности при отборе и подборе родительских пар для дальнейшего размножения лучших семейств.

Для экономически целесообразного производства гусеводческой продукции необходимы разработка методических подходов по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности птицы, дальнейшее совершенствование птицы и выведение новых высокопродуктивных пород и линий гусей, которые обеспечат конкурентоспособность хозяйствам на отечественном и зарубежном рынке.

2.4 Современные подходы к оценке племенных качеств уток

В настоящее время все больше внимания обращают на такую подотрасль птицеводства, как утководство. За последние 10 лет потребление утиного мяса в мире резко увеличилось, и по прогнозам ФАО, данная тенденция в будущем сохранится [136].

В настоящее время в Российской Федерации производство племенной продукции водоплавающих птиц сосредоточено в основном в Республике Башкортостан, где насчитывается около 150 тысяч голов уток родительского стада, что составляет более 80% от общего поголовья в России. В республике находится основное научно-производственное предприятие по производству племенной продукции водоплавающих птиц — «Племптицезавод Благоварский», выполняющий функции единственного в России селекционно-генетического центра по разведению уток и гусей [171, 172].

Основными породами уток, разводимыми в России, являются пекинские, индийские бегуны и мускусные утки.

Индийские бегуны – порода яичного направления продуктивности, созданная в Индии. Яйценоскость высокая – до 170-220 яиц массой 70,0-80,0 г. Вкус яиц, получаемых от данной породы уток, сходен со вкусом куриных. Взрослые самки весят 1,75 кг, селезни – 2,0 кг.

Пекинские утки – одна из лучших пород мясного направления продуктивности, выведена в Китае. Утки этой породы довольно крупные: масса селезней 3,5-4 кг, уток – 3-3,5 кг. Утята быстро растут и уже к 50-60-дневному возрасту достигают массы 2-2,5 кг, расходуя на 1 кг прирост массы 3,2-3,5 кг корма. Мясо пекинских уток отличается избыточной жирностью (до 65% жира от массы тушки). Выход мышц у пекинских утят, выращенных на мясо, – 25,0-27,0%, выход кожи с подкожным жиром – 20,0-21,5%.

Мускусные утки сравнительно недавно завезены в Россию, это единственная порода уток, происходящая не от кряквы, а от южноамериканских мускусных уток. Живая масса селезней – 4,5-6,0 кг, уток – 2,5-3,0 кг. Содержание жира в тушке низкое – 6,0-14,0%, выход грудных и ножных мышц большой – 9,2-11,8%. Молодняк в возрасте 10-11 недель достигает живой массы в 2,5-4,0 кг. Мясо нежирное, отличается хорошими вкусовыми качествами и привкусом дичи.

Скрещиванием мускусных селезней с пекинскими утками получают мулардов, особенностью которых является удвоенная живая масса (в возрасте 11 недель самцы весят 3,9-4,0 кг, самки – 3,5-3,6). У этого приема есть недостаток – вывод молодняка достаточно низок (35-50%). При скрещивании мускусных уток с домашней уткой получают гибриды, хорошо откармливающиеся на жирную печень массой 300-500 г.

Мясо утки имеет более высокое содержание мышечных волокон в грудном мясе по сравнению с курицей, и считается красным мясом. Однако из-за более высокого содержания жира (13,8%), чем у курицы, и более сильного специфического вкуса мясо утки может быть менее востребовано потребителем [173]. Пекинская, мускусная и мулард являются основными породами, использующимися для производства мяса [174].

В настоящее время селекционная работа с утками во многих странах направлена на увеличение выхода постного мяса и снижение жирности тушек. Между живой массой домашних уток и массой их кожи и жира существует положительная и высоко достоверная корреляция на уровне 0,83-0,98. Поэтому селекция на повышение живой массы уток, как правило, приводит к увеличению жира в тушках и практически не влияет на долю постного мяса.

Важной задачей утководства на сегодняшнем этапе остается повышение воспроизводительных качеств уток. Известно, что увеличение живой массы уток мясных линий и родительских форм приводит к снижению оплодотворяющей способности птицы. Значительное снижение воспроизводительных качеств птицы наблюдается при гибридизации мускусных уток с домашними, что связано как с видовой несхожестью стереотипа поведения партнеров при спаривании, так и с относительной несовместимостью половых гамет.

Хорошо подготовленный молодняк пекинских уток начинает яйцекладку в 6,0-6,5 мес., а мускусных – в 7,0-7,5 мес. Наступление яйценоскости раньше нежелательно, так как птица будет нести много мелких, непригодных для инкубации яиц. В этом случае возможен физиологический срыв организма. Максимум яйценоскости (90%) достигается в течение 5-6 недель. Цикл яйценоскости мускусных уток – 5 мес., после 3 мес. перерыва наступает второй цикл яйценоскости, продолжительностью 5 мес. За цикл утки в среднем сносят по 60-80 яиц. В среднем яйценоскость уток – 120-220 яиц в год [136].

При искусственном инкубировании наиболее важными показателями, которые необходимо контролировать, являются оплодотворенность и выводимость. По некоторым данным, яйца пекинских уток обладают большей выводимостью, чем мускусных. Яйца мускусных уток имеют показатели ниже 22,7% выводимости. По данным Abd El-Hack M.E. et al., выводимость яиц пекинской утки весной составляет 78,0%, а летом – около 46,5%. В среднем лучшая выводимость наблюдается зимой (57,68%), а летом она снижается до 54,14% [175].

На продуктивные показатели и качество мяса уток большое влияние оказывают наследственность, а также такие факторы, как пол, возраст, технология содержания и кормления, особенности убоя и переработки и др. [176]. Так, благодаря целенаправленному генетическому отбору и применению усовершенствованных технологий выращивания современные кроссы уток растут намного быстрее. При этом повышение скорости роста и набора мышечной массы птицы практически не влияет на функциональные и органолептические показатели мяса [171, 177].

По данным Padhi M.K., скрещивание местных уток (регион Одиша, Индия) с другими породами показывает хорошие результаты. Так, гибриды проявляют лучшую продуктивность по большинству продуктивных признаков по сравнению с местными утками. Помесь от самца местной породы (селезень) с породой Хаки Кемпбелл (утка) превосходит местную популяцию по скорости роста и ряду других продуктивных признаков. Местные утки в сочетании с Белыми Пекинскими утками лучше по скорости роста в раннем возрасте, качеству тушек и яичной продуктивности [178].

При производстве мяса уток до последнего времени использовали одну породу – пекинскую. Непрерывный процесс создания новых, более продуктивных, линий и кроссов птицы приводит к замене используемой птицы в производстве, уменьшению числа применяемых линий и кроссов. В этом случае возникает необходимость в сохранении линий, используемых как резервные, в качестве генофондных единиц [179]. Так, В России в ГППЗ «Благоварский» (Башкортостан) путем длительной селекционной работы выведена новая порода уток «башкирская цветная» двух типов: тяжелого БЦ-1 и легкого БЦ-2. Для получения этой породы использовали скрещивание уток породы «хакки кемпбелл» с местной популяцией, после чего проводилась селекция полученных помесей по хозяйственно-полезным признакам [180].

При скрещивании уток тяжелого типа БЦ-1 и легкого типа БЦ-2 получают гибридных утят кросса БЦ-12. Показатели: выход утят от одной родительской пары – 159,7 гол.; вывод утят – 78,5%; живая масса утят в 7-недельном возрасте – 3,3 кг; сохранность молодняка – 98 %; затраты корма на 1 кг прироста живой массы – 2,95 кг; выход мышц (от живой массы) – 44,8%; ожиренность тушки – 31,3 % [180]. Компания «Черри Велли» создала новый кросс «Супер МЗ». Продуктивность родителей – почти 300 яиц на несушку за один племенной сезон [181]. Утки кросса STAR 53 HEAVY тяжелого типа и преимущественно выращиваются до 49 или 56-дневного возраста Живая масса утят-бройлеров в 49 дней составляет 3,7 кг при конверсии корма 2,29 кг/кг. Убойный выход равен 64,7 % при выходе филе 25,5 %. Яйценоскость несушек в родительском стаде за 46 недель равна 270 шт. яиц.

Фирма занимается разведением разных линий мускусных уток с разным цветом оперения (белые, цветные). Утята-бройлеры, полученные при межлинейных скрещиваниях, имеют высокую скорость роста. Так при скрещивании мускусных селезней с серым оперением линии DT с самками линии CK с белым оперением получают гибридов HEAVE Banded Grey Canedins 31. Гибридные утята-самцы в возрасте 84 дня весят 4,8 кг, а самки в возрасте 70 дней – 2,55 кг. Конверсия корма равна 2,8 кг/кг, а содержание жира в тушке составляет 16 % [182].

В 2013 г. в ГУП «ППЗ Благоварский» была завершена многолетняя работа по созданию кроссов уток нового поколения с белой окраской оперения – «Агидель 34» и «Агидель 345» (таблица 8).

Материалом для их выведения послужили исходные линии кросса «Благоварский», Б1 и Б2, а также птица кросса «Черри-Велли» (Великобритания) и утки породы индийские бегуны. Созданные кроссы характеризуются высокой продуктивностью и отличными вкусовыми качествами мяса, ожиренность тушки у них ниже, чем у других распространенных кроссов, на 4,5-6,4%. Общий выход мяса от одной родительской пары составляет более 560 кг живой массы. При этом птица приспособлена к традиционным условиям содержания и кормления, свободна от болезней лейкозного комплекса и других заболеваний, характерных для высокопродуктивных особей зарубежной селекции. Сохранность молодняка и взрослых уток составляет 97,5-98,5% [136, 137, 183, 184].

Таблица 8 — Сравнительная характеристика уток родительских форм кроссов «Агидель 34» и «Агидель 345» [183]

Показатель	Кросс
Показатель	«Благоварский»	«А34»	«А345»
Яйценоскость на начальную несушку за 68 недель, шт.	214,1	227,5	234,9
Масса яйца в 43 нед., г	87,9	88,4	84,3
Затраты корма на 10 яиц, кг	3,71	3,57	3,29
Сохранность взрослых уток, %	95,8	98,8	98,9
Выход инкубационных яиц, %	96,7	97,8	97,5
Оплодотворённость яиц, %	91,6	94,5	94,6
Вывод утят, %	76,5	80,5	81,3
Количество утят от родительской пары (на начальную несушку), гол.	158,4	179,1	186,2
Живая масса утят в 6 нед., кг	2,91	3,05	3,00
Сохранность утят, %	96,9	98,8	99,1
Конверсия корма на 1 кг прироста, кг	2,62	2,28	2,27
Выход утят от родительской пары, гол.	153,5	177,0	184,5
Выход мяса от родительской пары в живой массе на начальную несушку, кг	448,2	539,9	553,5
Ожирённость тушки, %	34,8	28,4	28,2

Проведенный нами ретроспективный анализ показал, что в результате целенаправленной селекционной работы, проводимой в ООО «Племптицезавод Благоварский» (Республика Башкортостан), отмечен ежегодный прогресс в улучшении продуктивных и воспроизводительных признаков уток отцовской формы («А 3») кросса «Агидель 34» (таблица 9). Как следует из таблицы, живая масса селекционируемых уток за 6 поколений отбора увеличилась на 5,7%, затраты корма на 1 кг прироста живой массы снизились на 8,0%. Ожиренность тушек уток шестого поколения уменьшилась на 1,5%. В то же время улучшились такие показатели, как обмускуленность и оперенность селекционируемого поголовья, а также оплодотворенность и выводимость инкубационных яиц.

Таблица 9 — Продуктивность и воспроизводительные показатели уток

отцовской формы («А 3») кросса «Агидель 34»

Показатель		Год испытаний
Показатель		2012	2018	+ (−)
Яйценоскость на начальную несушку, шт.		207,6	209,8	+2,2
Масса яйца в 43 нед., г		92,0	92,2	+0,2
Затраты корма на 10 шт. яиц, кг		4,03	4,00	−0,03
Выход инкубационных яиц, %		95,1	95,8	+0,7
Оплодотворенность яиц, %		93,0	93,9	+0,9
Вывод утят, %		78,3	80,7	+2,4
Сохранность взрослой птицы, %		96,1	96,8	+0,7
Выход утят от несушки, гол.		154,6	161,9	+7,3
Живая масса уток в 6 нед., г:
	селезни	3,21	3,42	+0,21
	утки	2,95	3,09	+0,14
Ожиренность тушки (с кожей), %		28,6	27,1	−1,5
Затраты корма на 1 кг прироста, кг		2,24	2,06	−0,18
Сохранность молодняка, %		98,0	98,5	+0,5
Оперенность, баллы		2,15	2,32	+0,17
Обмускуленность, баллы		2,19	2,39	+0,20

При скрещивании селезней линии «А3» с утками линии «А4» (материнская форма) получают высокопродуктивное потомство. В пересчете на одну родительскую пару выход мяса составляет 548–557 кг в год, при этом затраты корма не превышают 2,11 кг на 1 кг прироста живой массы. Птица кроссов «Агидель 34» и «Агидель 345» по продуктивности не уступает зарубежным аналогам, а по жизнеспособности и плодовитости превосходит их на 4–6% [184].

Были получены данные о возможности использования системы оценки утят по комплексу признаков при отборе ремонтного молодняка уток. Формирование селекционной группы с учетом комплексной бальной оценки позволило за три поколения повысить продуктивность взрослого поголовья уток и мясные качества утят кросса «Темп». По отцовской линии Т1 произошло увеличение яйценоскости уток на 6,3 %, вывода утят – на 3,6 п.п., снижение возраста достижения половой зрелости – на 2,1 %. По материнской линии Т2 рост яйценоскости составил 4,9 %, массы яиц – 2,4 %, вывода утят – 2 п.п. Живая масса гибридных утят повысилась на 6,1 %, масса потрошеной тушки – на 8,5 %. За счет увеличения массы мышц выросло и отношение съедобных частей тушки к несъедобным – от 1,63–1,65 до 1,71 [185].

Линии уток селекционируют в зависимости от принадлежности их к отцовским или материнским родительским формам. Отцовские линии селекционируют по скорости роста в раннем возрасте, мясным формам телосложения, оплате корма продукцией, оплодотворенности яиц и жизнеспособности, а материнские линии – по яйценоскости, оплодотворенности и выводимости яиц, скорости роста, оплате корма продукцией и жизнеспособности.

Ежегодно в племенных заводах оценивают линии на сочетаемость. Полученный молодняк оценивают по выводу, живой массе, мясным качествам тушки, сохранности, затратам корма на 1 кг прироста, выходу мяса на утку-несушку материнской родительской формы.

Современные программы селекции направлены на создание птицы с качественно новыми признаками – высокой конверсией корма, стрессоустойчивостью, мясом с повышенным содержанием протеина и др. С этой целью в селекционной работе с утками используют индийских бегунов, мускусные и хохлатые породы.

2.5 Современные подходы к оценке племенных качеств индеек

В настоящее время разведением индейки занимаются практически на всех континентах: в 81 стране, в том числе в 33 странах Европы. Промышленное производство индейки в России активно развивается с начала двухтысячных годов. Однако наиболее заметный рост произошел в 2007 году. С этого момента выпуск отечественной индейки начал расти значительными темпами год от года. По мнению многих экспертов, для российского потребителя мясо этой птицы не является традиционным, но его потребление, тем не менее, растет. Если десять лет назад на одного человека в год приходилось всего 200 грамм мяса индейки, а общий объем производства составлял не более 28 тысяч тонн в год, то сегодня на душу приходится уже 1,8 килограмма в год.

По своим биологическим признакам индейки сходны с курами. Разводятся исключительно как крупная мясная птица и в этом отношении обладают превосходными качествами. Индейки хорошо разводятся в регионах с умеренным климатом, но плохо переносят большую жару и сильный холод [186, 187]. При этом по сравнению с другой птицей индейка обладает высокой устойчивостью к заболеваниям, что гарантирует менее обременительное и более доступное ветеринарное обслуживание [188].

Индейка – одна из самых крупных сельскохозяйственных птиц. Масса взрослых самцов достигает 20-30 кг, самок – 7-10 кг. Живая масса индюшат-самок, откармливаемых на мясо до 4 мес., превышает 6 кг, самцов в 5-6 мес. – 12-14 кг. Кроме того, в разных регионах нашей страны разводят хотя и менее продуктивные, но более приспособленные к местным условиям индеек отечественных пород: бронзовые, белые северокавказские, белые московские, черные тихорецкие и др. С ростом их живой массы увеличивается и убойный выход [189, 190].

За время выращивания живая масса индюков увеличивается в 400, а индеек – в 200 раз. Средняя ежедневная прибавка в весе у индейки составляет около 90 грамм, у индюка – 145 грамм. Выход съедобных частей индеек составляет свыше 70%, что выше, чем у бройлеров (таблица 10). Выход мяса у индеек на 10% выше, чем у цыплят-бройлеров, а затраты корма на 1 кг съедобных частей тушки на 15-20% ниже, чем в бройлерном производстве [190-192]. Соотношение частей туши от общей массы: грудная часть (с килем) – 38,3%, бедренная – 30,0%, спинно-лопаточная – 14,9%, крылья – 10,5%, шея – 6,3% [193].

Таблица 10 – Мясные качества тушек сельскохозяйственной птицы [55]

Показатель	Вид птицы
Показатель	Цыплята-бройлеры	Взрослые куры	Гуси	Гусята	Взрослые индейки	Индюшата	Утки	Утята
Убойный выход (по отношению к живой массе), %	71-74	69-73	63-65	64-67	74-76	75-78	65-67	66-68
Выход субпродуктов (по отношению к живой массе), %	6,1-6,9	5,7-6,2	6,3-6,9	6,3-6,9	6,4-6,9	6,5-7,1	6,0-6,4	6,1-6,6
Выход съедобных частей от потрошеной тушки, %	81-83	76-79	56-60	54-57	80-84	82-86	55-54	53-56
Выход мышечной ткани от потрошеной тушки, %	60-62	57-59	45-49	43-47	63-65	64-67	43-47	42-46

С возрастом индюшат-бройлеров увеличиваются относительная масса мышц, убойный выход и выход съедобных частей туши, относительная масса скелета уменьшается. В их мышцах с возрастом ухудшается соотношение полноценных и неполноценных белков, содержание воды уменьшается и увеличивается количество сухого вещества, протеина и жира. Регулируя энерго-протеиновое отношение в рационах птицы, можно получать тушки с оптимальным содержанием белка и липидов в соответствии со спросом потребителей [192, 194]. По сравнению с выращиванием бройлеров производство мяса индейки требует меньших энергетических затрат и относительно низкой производственной стоимости за 1 кг мяса [195].

Мясо индеек обладает высокой пищевой ценностью, диетическими свойствами и вкусовыми достоинствами. Оно содержит большое количество белка (до 25%), незначительное количество жира (2-5%), имеет самое низкое содержание холестерина по сравнению с мясом других видов птицы и убойных животных, богаче витаминами группы В, РР. Одна порция мяса индейки обеспечивает организм человека суточной нормой витамина РР. Основная часть мышечной ткани индеек относится к белому мясу (29%) [192, 196, 197].

Для обеспечения разной потребности промышленности, вырабатывающей продукцию из мяса индейки, в переработке используют три типа птицы: легкие (до 10 кг), средние (10-15 кг) и тяжелые (более 15 кг). Легкие и частично средние типы индеек при переработке используют в тушках, тушки тяжелых типов индеек направляют только на дальнейшую глубокую переработку [189, 198]. Реализация индюшиного мяса предоставляет для производителя уникальные возможности, поскольку его можно реализовать в виде тушки, в разделанном виде (ножки, филе, грудинка), в виде уже готовой продукции (копчености, колбасы, ветчина, сосиски и т. д.), в виде консервов, включая детское питание, а также в виде полуфабрикатов (бургеры, стейки, шницели, котлеты). Возможность глубокой переработки мяса увеличивает прибыльность продукта. К примеру, если выход грудинки у бройлера превышает 20%, то показатели индюшиной грудинки превышают 28% [199].

Стандарт «Мясо индеек. Тушки и части» предлагает согласованные на международном уровне спецификации, изложенные последовательно и детально, с использованием анатомических названий, с помощью которых идентифицируются линии разделения тушки на части [200]. В ГНУ ВНИИПП Россельхозакадемии был разработан аналогичный национальный стандарт Российской Федерации — ГОСТ Р 53670-2009 «Мясо индеек (тушки и их части) [201]. Наличие данных документов, действующих в настоящее время, является хорошим ориентиром в дальнейшем развитии отечественного индейководства.

В промышленном индейководстве используют помесную и гибридную птицу, полученную от межпородного и межлинейного скрещивания. В крупных хозяйствах взрослых индеек содержат в широкогабаритных птичниках, где механизированы основные производственные процессы. Племенную работу с индейками ведут генетические станции, племенные заводы и племенные фермы [8, 202-204].

В последние годы резервные линии и породы генофондных стад использовались для получения высокопродуктивных промышленных кроссов и пород индеек. Например, Северо-Кавказская ЗОСП специализируется на селекции индеек. Основные селекционируемые признаки индеек – скорость роста, мясные формы телосложения, яйценоскость, оплодотворенность и выводимость яиц, жизнеспособность молодняка и взрослой птицы. Причем линии создают и селекционируют с учетом их принадлежности к материнским и отцовским формам. При селекции птицы материнской формы предпочтение отдают особям с высокой яйценоскостью, оплодотворенностью и выводимостью яиц, отсутствием инстинкта насиживания. Птицу отцовской формы в первую очередь отбирают по живой массе, мясным формам телосложения, жизнеспособности и экстерьеру. Выбраковывают птицу с дефектами ног, крыльев, слепую и т. п.

Отмечено, что длительная направленная селекция по одному признаку (скорости роста или яйценоскости) приводит к снижению уровня продуктивности по другим полезным признакам, а также к ожирению, повышению инстинкта насиживания. В связи с этим, в индейководстве используют так называемую тандемную селекцию. Суть ее заключается в том, что через несколько поколений один селекционируемый признак заменяют другим. Это позволяет восстановить потери отрицательно коррелирующего признака без особых изменений основного признака отбора [192].

Для улучшения мясных качеств индеек некоторые исследователи предлагают вести отбор птицы по косвенным показателям мясной продуктивности в 12-недельном возрасте – по ширине груди и толщине грудной мышцы, коэффициенты наследуемости которых колеблются в пределах 0,4-0,5. Между данными показателями и удельной массой грудных мышц установлена высоко положительная генетическая корреляция на уровне 0,67-0,90. Для оценки и отбора индеек по мясным качествам в 16-недельном возрасте можно использовать также показатель площади поперечного сечения грудных мышц. Данный показатель положительно коррелирует с выходом съедобных частей, грудных мышц тушки [203].

Представляет интерес такое направление в генетике птицы, как спонтанный партеногенез, то есть развитие особей из неоплодотворенных яиц. Выявлены группы особей белых широкогрудых индеек с высокой (29,6%) и низкой (2,4%) частотой партеногенеза. Отмечен высокодостоверный коэффициент повторяемости партеногенеза (0,5-0,6) у индеек-несушек в первом и втором циклах продуктивности [204].

Использование партеногенеза может в будущем способствовать практическому разрешению проблемы регулирования соотношения полов птиц. Однако следует отметить, что пока немногие зародыши (и только самцы) превращаются в сформированного эмбриона, еще меньше доходит до стадии вывода и лишь единицы достигают половой зрелости. Кроме того, раннюю эмбриональную гибель индюшат практически невозможно отличить от партеногенеза. Генетическая корреляция между частотой партеногенеза и выводимостью из оплодотворенных яиц у индеек находится на уровне 0,93.

Племенная работа в индейководстве имеет свою специфику в связи с биологическими особенностями данного вида птицы. Половое созревание у индеек завершается позже, чем у кур, и наступает в 30-34-недельном возрасте. Продолжительность яйцекладки у индеек разных линий и родительских форм колеблется в пределах 22-26 нед., в течение которых несушки откладывают по 70-125 яиц. Отмечен рекорд яйценоскости индеек за год – 243 яйца. Однако с наступлением естественной линьки воспроизводительные способности индеек резко снижаются. После линьки яйценоскость падает на 25-30% по сравнению с первым продуктивным периодом. В связи с этим на второй год использования отбирают тех индеек, которые имеют более высокую яйценоскость по первому циклу продуктивности.

Эффективность племенной работы в индейководстве в значительной степени зависит от уровня отбора (процента селекции) по основным селекционируемым признакам (скорость роста, мясные формы телосложения, жизнеспособность, воспроизводительные способности и др.). В селекционном стаде процент селекции индеек в 26-30-недельном возрасте (при первоначальном комплектовании гнезд) составляет по самцам линий отцовской формы 8, линий материнской формы – 12, а по самкам соответственно – 40 и 60. В прародительском стаде процент селекции самцов отцовской формы не превышает 10 и материнской формы – 30, самок – соответственно 50 и 80 [204].

Оценку птицы по яйценоскости проводят за первые 6-8 нед. яйцекладки (предварительная оценка) и за весь продуктивный период (за 22-26 нед. яйцекладки). При этом определяют интенсивность яйцекладки, длину циклов яйцекладки, паузу между циклами, а также оплодотворенность и выводимость яиц. Установлено, что отбор индеек-несушек с длиной цикла 5-6 яиц и с интервалом между циклами не более 3 дней – надежный прием снижения числа особей с инстинктом насиживания. Массу яиц индеек определяют в 52-недельном возрасте в основном для характеристики линии, а не для отбора особей.

На базе имеющегося генофонда специалистами Северо-Кавказская ЗОСП за годы существования создано три породы и три промышленных кросса индеек – «О24», «Универсал» и «Виктория». В настоящее время промышленное значение имеет кросс «Виктория», который был создан на базе линий О2 и О4, а также кросса «О24». Кросс «Виктория» состоит из 2-х линий: ВИ – отцовской линии отцовской формы и линии КА – материнской линии материнской формы. Живая масса самцов линии ВИ в 16 нед. – 11,1 кг, самок – 7,9 кг; самцов линии КА – 8,7 кг, самок – 5,8 кг. В 30-недельном возрасте живая масса самцов линии ВИ составляет 18,2 кг, самок – 9,7 кг; самцов линии КА – 14,9 кг, самок – 8,1 кг. От межлинейных гибридов кросса «Виктория» в возрасте убоя получают живую массу индюков – 13 кг, индеек – 8 кг при затратах корма 3,14 кг на 1 кг прироста. По данным специалистов хозяйства, экономический эффект в расчете на 1 гол. родительского стада составляет 143,8 руб. [205]. В настоящее время на базе СГЦ «СКЗОСП — филиал ФНЦ «ВНИТИП» РАН начата работа по созданию кроссов индеек среднего и тяжелого типов с целью получения птицы для глубокой переработки.

Ройтер Я.С. и др. [186] отмечают, что одной из тенденций современного индустриального животноводства является сокращение генетических ресурсов. Приоритетность сохранения породного биоразнообразия животных и птицы с целью устойчивого развития животноводства в разных экосистемах подтверждена международной конвенцией. В программах сохранения большое значение отводится изучению генетических, адаптационных и продуктивных качеств. В связи с этим, представляют интерес результаты исследований по сравнительной оценке продуктивности шести пород индеек генофондного хозяйства СГЦ «СКЗОСП» (с. Обильное Георгиевского района Ставропольского края).

Биологическое разнообразие сельскохозяйственной птицы в виде пород, популяций, линий является необходимым фактором совершенствования существующих и создания новых селекционных форм. Генофонд индеек СГЦ «СКЗОСП» позволяет создавать новые кроссы путём подбора птицы с разными генотипами для промышленного производства, но при этом сохранить имеющиеся в настоящее время породы, популяции и линии в чистоте. СГЦ «СКЗОСП» – филиал ФНЦ «ВНИТИП» РАН – имеет племенной статус селекционно-генетического центра по сохранению и разведению шести пород индеек. Все породы занесены в государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию [98]. Породный генофонд зарегистрирован как центр коллективного пользования «Биоресурсная коллекция» (ЦКП БРК).

Сохранение большого поголовья пород, линий экономически не оправдано, но их потеря приводит к сужению генетического разнообразия породного состава, торможению эффекта племенной работы по выведению новых высокопродуктивных линий. Вопросы сохранения генофонда пород, линий должны быть увязаны с разработкой новых направлений в селекции, позволяющих рационально использовать все многообразие линий, пород сельскохозяйственной птицы в целях создания новых промышленно значимых форм. Поэтому актуальными направлениями в СГЦ «СКЗОСП» являются: проведение генетической паспортизации отечественного генофондного стада индеек шести пород (белой северокавказской, бронзовой северокавказской, серебристой северокавказской, белой московской, узбекской палевой, черной тихорецкой) по критериям генетического и фенотипического соответствия стандартов пород и линий; проведение работ по расширению генофонда и созданию популяций голубых и красных индеек.

Данные по продуктивности индеек основного генофонда за 20 недель яйценоскости представлены в таблицах 11 и 12.

Таблица 11 – Показатели продуктивности пород индеек биоресурсной коллекции [186]

Порода	Пол	Живая масса в 30 недель, кг	Поголовье самок, гол.		Валовый сбор яиц, шт.
			начальное	среднее
Бронзовая северокавказкая		4,99±0,021	450	437	22298
		9,46±0,068
Белая северокавказкая		5,67±0,034	470	457	23180
		10,56±0,072
Серебристая северокавказская		5,00±0,024	480	466	24158
		9,84±0,041
Московская белая		5,78±0,031	470	461	23481
		11,13±0,081
Узбекская палевая		5,05±0,026	450	437	18761
		9,83±0,090
Черная тихорецкая		4,98±0,031	250	241	12583
		10,18±0,024

Из приведенных данных видно, что лучшей яйценоскостью на начальную и на среднюю несушку за 20 недель яйцекладки обладали индейки серебристой северокавказской породы – соответственно 50,33 и 64,10 яиц. Эти показатели были выше на 1,62- 5,74% по отношению к узбекской палевой породе, выше на 1,01-4,82% по отношению к белой северокавказской, выше на 0,78-3,70% по отношению к бронзовой северокавказской.

Яйценоскость на среднюю несушку у индеек черной тихорецкой породы уступала серебристой северокавказской на 6,90%.

Сохранность индеек за период яйценоскости с учетом падежа колебалась в пределах 98-96%, самый высокий показатель по сохранности с учетом падежа был у московской белой породы и составлял 98%, самым низким показателем по сохранности обладали индейки чёрной тихорецкой породы – 96%. Различия в сохранности с учетом выбраковки между породами составили 2%.

Таблица 12 — Показатели продуктивности индеек-несушек основного генофонда [186]

Породы	Яйценоскость на несушку, шт.		Интенсивность яйцекладки, %	Сохранность с учетом падежа, %
Породы	начальную	среднюю	Интенсивность яйцекладки, %	Сохранность с учетом падежа, %
Бронзовая северокавказская	49,55	60,40	43,15	97,01
Белая северокавказская	49,32	59,28	42,34	97,19
Серебристая северокавказская	50,33	64,10	45,19	97,03
Московская белая	49,96	60,64	43,31	98,15
Узбекская палевая	48,71	58,36	41,69	97,11
Черная тихорецкая	50,33	57,20	40,86	96,30

По интенсивности яйцекладки можно судить о динамике яйценоскости за определенный промежуток времени и охарактеризовать популяции в целом. Среди шести пород самый высокий процент интенсивности за 20 недель яйцекладки был отмечен у серебристой северокавказской породы и составил порядка 45,19%. Различия между серебристой северокавказской и чёрной тихорецкой породами составили порядка 4,33%; узбекской палевой породой – 3,50%; белой северокавказской – 2,85% и бронзовой северокавказской породой – 2,04% [186].

Системный анализ такой информации имеет важное значение для организации селекционно-племенной работы, а также сохранения и рационального использования индеек генофонда биоресурсой коллекции.

Селекционеры европейских стран и США активно ведут работу в индейководстве, направленную: на одновременное повышение скорости роста индеек до 12-16-недельного возраста и снижение ожирения индеек; увеличение массы грудных мышц, ножных мышц или увеличение толщины плюсны; уменьшение уровня пролактина в крови, что может способствовать удлинению периода яйцекладки и увеличению яичной продуктивности за счет уменьшения особей с инстинктом насиживания; снижение затрат кормов на единицу продукции. Повышение яйценоскости индеек на 10 яиц приводит к генетическому снижению конверсии корма на 0,94%, увеличению выводимости яиц на 9,5 и жизнеспособности на 1,17%.

Индейководство в России в 2018 г. оказалось наиболее динамично развивающимся сектором животноводства, несмотря на сложную эпизоотическую обстановку и проблемы с финансированием отдельных предприятий. Объем производства мяса индейки в 2018 г. увеличился на 17,3% по сравнению с 2017 г. и достиг 271,08 тыс. т. Производство на душу населения составило 1,8 кг. При этом, согласно расчетам экспертов, потенциальное потребление мяса индейки составляет 4,0-4,5 кг на человека в год (значение соответствует аналогичному показателю в большинстве стран Европы), что эквивалентно производству 580-650 тыс. т в год. Следовательно, отечественное производство мяса индейки может вырасти в 2,5 раза относительно уровня 2018 г. без учета его экспорта. Ведущими предприятиями по производству мяса индейки в течение последних двух лет являются: ГК «Дамате» Пензенской обл., ООО «Евродон» Ростовской обл., ООО «Тамбовская индейка» ПАО «Группа Черкизово», ЗАО «Краснобор» Тульской обл., ООО «Руском-Агро» (Омская обл.), ООО «Абсолют-Агро» (Тюменская обл.). Прошедший год ознаменовался качественным прорывом в развитии племенной базы индейководства. Ранее единственное промышленное родительское стадо индеек содержали в ООО «Евродон». В 2018 г. генетическая компания «Авиаген Торкейз Рус» начала строительство в Пензенской области репродуктора второго порядка мощностью 10 млн. яиц индейки в год. Фирма «Хайбрид Теркиз» анонсировала создание в Ставропольском крае племенного репродуктора по производству инкубационного яйца индейки мощностью 12 млн. яиц в год. Развитие собственной племенной базы позволит снизить зависимость российских предприятий от импорта яйца и молодняка индейки (сегодня их практически в полном объеме закупают в странах Европы и в Канаде) и локализовать прародительское стадо в России (как в яичном и бройлерном птицеводстве) [206].

Таким образом, повышенный интерес к мясу индейки в последнее время связан, по нашему мнению, с целым рядом факторов. Прежде всего, феноменальные достижения генетики и селекции, зоотехнии и ветеринарии позволили создать гибриды индейки, которые по ряду важнейших хозяйственных показателей превосходят гибриды кур. В настоящее время в промышленных масштабах выращивают индейку разных размеров и желаемого оперения, с интенсивным ростом и высокой сохранностью молодняка.

2.6 Современные подходы к оценке племенных качеств цесарок

Перспективным направлением в птицеводстве является выращивание цесарок. По своим биологическим свойствам они заметно отличаются от родственных им домашних кур и индеек. В России цесарок успешно разводят в центральных районах, на Поволжье, на Кавказе, в Сибири и на Дальнем Востоке. Эти птицы, как правило, имеют врожденный иммунитет ко всем вирусным заболеваниям и хорошо акклиматизируются. Кроме этого, цесарки хорошо переносят очень низкие (–50°С) и высокие (+40°С) температуры. При этом для цесарок пригодно как напольное, так и клеточное содержание [207, 208].

Цесарка – сельскохозяйственная птица преимущественно мясного направления и по условиям содержания практически не отличается от бройлера. Поэтому технологические условия выращивания цыплят-бройлеров (кормушки, поилки, напольное содержание, помещения) легко приспособить под разведение цесарок, не придется даже менять клетки на более маленькие с другой ячейкой. Хотя продуктивность этих птиц меньше, чем кур, однако качество мяса и яиц исключительно высоко.

В тушках цесарок по сравнению с курами содержится на 10-15% больше съедобных частей, главным образом мышечных, а в последних больше гемоглобина. Мясо цесарок характеризуется низким содержанием жира (0,5-0,7%) и высоким (25-27%) белка, по содержанию и соотношению аминокислот оно превосходит другие виды [209]. Цесариное яйцо отличается от куриного более плотным белком и концентрированным желтком и, соответственно, улучшенными вкусовыми качествами. Оно может храниться около двух месяцев при комнатной температуре без изменения химико-биологических свойств [208].

В настоящее время в странах, занимающихся разведением цесарок, работа направлена в основном на круглогодовое производство полноценных инкубационных яиц при искусственном осеменении птицы, выведение и использование высокопродуктивных пород, типов и линий, внедрение прогрессивных технологий содержания птицы (в том числе и клеточной) в птичниках с регулируемым микроклиматом.

Среди пород цесарок, которые сейчас разводят в России, 90% – отечественной селекции: загорские белогрудые и голубые, волжские белые, серо-крапчатые. Живая масса 12-недельных особей этих пород в среднем составляет 1,2-1,3 кг; яйценоскость – 120-140 яиц/год, вес яйца – 45 г. Цесариные яйца характерной грушевидной формы, светло-коричневой окраски; их скорлупа покрыта небольшими крапинками и точками.

Сейчас загорские белогрудые и волжская белая цесарки составляют 80-90% всего российского рынка. Яйценоскость птицы за 64 нед. жизни составляет 145-150 яиц. Живая масса цесарят-бройлеров в 12 нед. достигает 1,30-1,35 кг, затраты корма на 1 кг прироста – 2,7-2,8 кг [210-212].

Пик яйценоскости у цесарок наступает к двулетнему возрасту, а затем вновь уменьшается, а масса яиц понижается (даже по сравнению с молодками). Между прочим, по внешнему виду двухлетние и особенно трехлетние самки начинают напоминать самцов: у них увеличиваются восковица, гребень и сережки [207].

Совместное содержание и разведение цесарок различной окраски нежелательно. В результате свободного скрещивания различно окрашенных птиц появляются цесарята самой неожиданной окраски, причем их продуктивность может оказаться ниже, чем у родителей. При совместном содержании цесарок с курами возможно появление гибридов, у которых не развиты половые железы, вследствие чего гибриды бесплодны, хотя и отличаются жизнеспособностью и долголетием [137, 207, 213].

Основные направления в селекции цесарок: выведение сочетающихся и аутосексных линий и кроссов с высокой скоростью роста молодняка и низкими затратами кормов на 1 кг прироста, хорошими воспроизводительными и мясными качествами; создание птицы, приспособленной для клеточного содержания при искусственном осеменении; разработка эффективных методов оценки и отбора цесарок.

При отборе птицы отцовских линий в племенных стадах особое внимание уделяют живой массе молодняка и развитию мышц груди и ног, жизнеспособности, а материнских – яйценоскости, оплодотворенности и выводимости яиц, жизнеспособности молодняка и взрослой птицы.

Ремонтный молодняк оценивают в 10-недельном возрасте (реже в 12 нед.) и для дальнейших племенных целей отбирают цесарят с высокой живой массой, хорошо развитыми мышцами груди и голени, без экстерьерных недостатков, а также с плотным чистым оперением, пигментированными клювом и ногами.

В 20-22-недельном возрасте проводят вторую оценку и отбирают цесарок для комплектования селекционного стада по живой массе и экстерьеру. При отборе цесарок в селекционные гнезда учитывают также и продуктивные показатели родителей. В этом возрасте сортируют цесарят по полу двумя способами: по внешним признакам и по строению клоаки. Всех особей с неясно выраженными половыми признаками выбраковывают.

Половая зрелость у цесарок наступает в 6-8-месячном возрасте. Продуктивный период у цесарок родительского стада продолжается до 64-недельного возраста, после чего наблюдается резкое снижение яйценоскости из-за начала естественной линьки. При снижении яйценоскости до 20% птицу выбраковывают или вызывают у нее принудительную линьку с целью использования цесарок во втором цикле продуктивности, продолжительность которого 4,5 мес.

Генетическая программа селекции цесарок предусматривает в первую очередь отбор желательных генотипов с определённым развитием количественных и качественных признаков, удовлетворяющих конечную цель племенной работы, – создание птицы с высокой мясной продуктивностью и отличными вкусовыми показателями мяса [214]. В результате многолетней работы с цесарками загорской белогрудой и волжской белой пород отечественными учёными и специалистами созданы специализированные отцовские и материнские линии, обеспечивающие при скрещивании эффект гетерозиса [210-213].

Ройтер Я.С. и др. [211] проанализировали результаты 8-летней работы в ООО «Генофонд» (г. Сергиев Посад Московской обл.) по внедрению программы селекции цесарок, направленной на получение продукции высокого качества при сохранении достигнутых показателей скорости прироста живо массы и улучшении воспроизводительных качеств птицы. Основные зоотехнические показатели цесарок селекционируемых линий загорской белогрудой породы приведены в таблице 13.

Установлено, что в результате проведенной селекционной работы за последние 8 лет в линиях была сохранена довольно высокая продуктивность. Они дифференцированы по направлению продуктивности. Отцовская линия (ЗБ-1) характеризуется сравнительно высокой скоростью роста молодняка до 10-недельного возраста, а материнская (ЗБ-2) — высокой плодовитостью.

Таблица 13 — Хозяйственно полезные качества цесарок загорской белогрудой породы

Показатели	Линия ЗБ−1		Линия ЗБ−2
Показатели	2010 г.	2018 г.	2010 г.	2018 г.
Яйценоскость за 58 нед.	127,9	124,2	141,7	143,1
Масса яиц в 44 нед., г	47,1±0,13	47,0±14	46,4±0,12	46,6±0,9
Выход инкубационных яиц, %	90,6	90,9	92,6	92,8
Оплодотворенность яиц, %	91,3	88,6	92,9	92,4
Вывод цесарят, %	70,9	73,8	74,4	75,0
Живая масса цесарят, г: в суточном возрасте	31,1	30,9	28,6	28,5
в 10 недель
самцы	1126±8	1129±0,08	998±6	1015±7
самки	1079±7	1089±0,05	981±5	991±6
в 20 недель
самцы	1660±9,1	1780±0,11	1530±9,2	1590±6
самки	1541±7,3	1710±0,08	1491±6,4	1514±9
Сохранность до 20 недель, %	95,3	95,4	95,6	95,9
Сохранность взрослых цесарок %	93,4	94,0	93,7	94,8

В настоящее время отечественными учеными-селекционерами разработаны программы дальнейшего совершенствования и создания новых промышленно значимых кроссов и пород сельскохозяйственной птицы на внутривидовой межлинейной основе, а также на основе межвидовой гибридизации. Современные программы селекции направлены на создание птицы с качественно новыми признаками – высокой конверсией корма, стрессоустойчивостью, мясом с повышенным содержанием протеина и др. С этой целью в селекционной работе с цесарками используют кремовые, серо-крапчатые и другие породы и линии, сохраняемые в генофондных стадах.

2.7 Современные подходы к оценке племенных качеств перепелов

В настоящее время перепеловодство является приоритетным направлением птицеводства. Его активное развитие в нашей стране началось со второй половины ХХ столетия. В концепции «Развитие птицеводства в Российской Федерации до 2020 года» намечено увеличение производства перепелиных яиц в 1,4 раза по сравнению с 2012 годом. На территории РФ в промышленном перепеловодстве используются главным образом две породы перепелов: яичная японская и мясная порода «фараон», а также помеси от скрещивания этих пород [215].

Быстрый рост, скороспелость, короткий срок инкубации перепелов позволяют использовать их в качестве объекта для селекционной работы. Короткий период производства перепеловодческой продукции обеспечивает быструю оборачиваемость средств и повышение рентабельности предприятий. Половая зрелость у перепелов наступает в 6-7-недельном возрасте. В расчете на единицу живой массы перепелка производит пищевого белка в год примерно в два раза больше курицы-несушки высокопродуктивного промышленного кросса. Значительный интерес проявляется к перепелам мясных пород, возраст убоя которых на мясо составляет 6 недель [216-219].

Для разведения перепелов не требуется значительных площадей, так как основным способом их содержания является клеточное. Устойчивость перепелов к инфекционным заболеваниям, благодаря самой высокой среди сельскохозяйственных птиц температуре тела, позволяет содержать их, не прибегая к вакцинации. Однако перепела отличаются повышенной чувствительностью к стресс-факторам, которые могут привести к снижению продуктивности, вызвать дополнительный расход питательных и энергетических веществ.

Перепела – самые мелкие представители отряда куриных среди сельскохозяйственной птицы. Живая масса самок примерно на 15% больше живой массы самцов, что обусловлено, главным образом, органами яйцеобразования и наличием в них яиц на разной стадии формирования. В то же время в промерах тела нет значительных различий между самцами и самками [220].

Для получения 1 кг перепелятины необходимо затратить 3,5-3,6 кг корма. Расход корма на 1 кг яичной массы составляет 2,6 кг.

Перепела начинают яйцекладку в очень раннем возрасте (35-40 дней) при достижении ими живой массы 90-100 г. В зависимости от возраста ежемесячная продуктивность составляет в первый месяц от 8, а в следующие месяцы до 25 яиц яйцекладки. В начале масса яиц не превышает 7 г, затем, постепенно увеличиваясь, достигает 10-12 г к 2-месячному возрасту. За год от них получают по 250-300 яиц массой 18 г каждое. Несмотря на небольшие размеры, перепелки несут относительно крупные яйца, масса которых по отношению к массе тела составляет 7,61%. Окраска яиц зависит от многих факторов, как правило, отдельные самки несут яйца с пигментацией, характерной именно для этой особи [219, 221].

Одомашненные самки перепелов утратили инстинкт насиживания, поэтому для вывода молодняка применяют искусственную инкубацию яиц. Яйца для инкубации начинают собирать от перепелов с 8 недель. Полный цикл, от закладки яиц в инкубатор до первого яичка от молодой перепелки, составляет всего 52-66 дней. Оплодотворенность перепелиных яиц составляет 70-85%. Выводимость в инкубаторе довольно высокая – 80-95%. Сохранность перепелят при выращивании – 90-95% [222].

За один год можно получить пять и более поколений перепелов. Этим объясняется многообразие различных линий перепелов. Существуют линии перепелов, отобранные по живой массе, устойчивости к определенным болезням, по ранней половой зрелости, поведенческим реакциям и физиологическим показателям. В мире насчитывается 34 линии перепелов только с различными мутациями. К таким мутациям относятся: белая окраска скорлупы яиц; различная окраска оперения – белая, коричневая, желтая, неполный альбинизм, красноголовая, мраморная; мутация по структуре перьев и скелетная мутация (удлиненный клюв) [219].

Целенаправленная племенная работа с породами перепелов в нашей стране до последнего времени практически не велась. Незначительные перепелиные стада перепелов преимущественно яичной породы Японская находились в составе некоторых промышленных фабрик. Некоторое поголовье перепелов разных пород было в приусадебных хозяйствах. При этом использовали практически всего две породы: Фараон мясного направления продуктивности и Японскую – яичного. Фактически для пород перепелов отсутствуют нормативные показатели по живой массе, яйценоскости и массе яиц [222, 223].

При воспроизводстве перепелов использовали только элементы методов массовой селекции: отбор по живой массе и экстерьеру. Следует отметить, что все это вместе взятое привело к значительным отклонениям в отношении продуктивности и экстерьера отдельных групп птицы в пределах одной и той же породы. Наблюдалось некоторое повышение живой массы при снижении яйценоскости, жизнеспособность птицы и ее воспроизводительные качества также претерпели изменения в худшую сторону.

На современном этапе развития птицеводства ведущие селекционные фирмы применяют селекционные критерии для улучшения свыше 30 признаков. Ведение углубленной селекционной работы с генофондом пород перепелов необходимо в силу сужения генотипического и фенотипического разнообразия важных для признаков продуктивности [56, 217, 224].

В течение последних трех десятилетий европейские и американские производители сосредоточили свое внимание больше всего на производстве мяса, что потребовало использования специализированных пород для производства мяса.

Основной причиной предпочтения более тяжелых пород для производства яиц является потребительский спрос на более крупные яйца (12-13 г). Размер яиц у японских перепелов зависит от массы тела породы. Другая причина отдавать предпочтение более тяжелым породам – экономически выгодное откармливание ненужных самцов, которое более выгодно для универсального типа птиц, чем для яйцекладущего типа. Второе обстоятельство важно в связи с относительно поздним возрастом (17-20 дней), когда пол птицы мог быть точно определен. Около 30% затрат, связанных с выращиванием перепелов, приходится на этот период, поэтому выбраковка нежелательных самцов экономически не оправдана.

Использование только двух специализированных пород перепелов – японская и фараон – влечет два негативных фактора. Так, для получения яиц используют породу японская. При этом встает необходимость убоя на мясо самцов в возрасте 42-56 дней, масса тушки которых едва превышает 100 г. А производство мяса перепелов базируется на использовании породы фараон. Однако яйценоскость их мала по сравнению с японской и к тому же резко падает в конце продуктивного периода.

Увеличение производства мяса перепелов будет развиваться по аналогии получения цыплят-бройлеров. Мясо-яичную породу перепелов предполагается использовать в качестве материнской формы для создания мясных кроссов. Кроме того, мясо-яичная порода перепелов наиболее подходит для содержания в коллективных фермерских и личных подсобных хозяйствах. Отмечается, что значительная доля производства яиц и мяса перепелов сосредоточена именно в хозяйствах данной формы собственности. Это обеспечивает и занятость сельского населения, что является социально значимым явлением.

Отсутствие объективной оценки птицы связано с тем, что до недавнего времени в стране отсутствовали племенные предприятия, занимающиеся созданием новых и совершенствованием существующих пород перепелов. До настоящего времени разведение перепелов осуществляется на уровне породности. При этом отсутствуют нормативные требования к оценке птицы (бонитировке) как по породам яичного, мясо-яичного так и мясного направления продуктивности.

Селекционно-племенная работа с перепелами пород фараон и техасские белые направлена на сохранение их породных признаков, создание на основе лучших генотипов перепелов нового поколения, отличающихся высокой скоростью прироста живой массы, хорошими мясными и воспроизводительными показателями [220, 217, 224-227].

Генетический материал перепелов пород фараон и техасские белые явился основой создания породы перепелов «Радонежские». Селекцию перепелов вели с использованием новых и традиционных методов. В основу селекции птицы был положен отбор сложных полигенных структур количественных признаков в увязке с адаптивной способностью на этапах роста, развития и продуктивности. За 11 поколений селекции живая масса перепелов была увеличена на 31,0%, конверсия корма на 13,4%. Живая масса птицы в 5-недельном возрасте составляет: перепела – 290 г; перепелки – 315 г, конверсия корма – 2,35 кг/кг прироста живой массы, сохранность молодняка – 97,0%; в 6-недельном возрасте – 330 г; 360 г; 2,95 кг/кг; 96,5% соответственно. Птица отличается скороспелостью, интенсивный прирост живой массы завершается к 5-6 недельному возрасту, яйценоскость наступает в 7-8 недель. Выход перепелят от несушки был выше, чем у техасских белых на 12,2%, а живая масса в возрасте убоя – на 16,9%. По данным оригинатора, птица с преимущественно белой окраской оперения. Созданная порода отличается от исходных форм приспособленностью к клеточной технологии содержания [228, 229].

Работу по определению минимальных требований оценки продуктивности яичных, мясо-яичных и мясных пород перепелов проводили в ООО «Генофонд» Московской области и СибНИИП-филиал ФГБНУ «Омский АНЦ». Для опытов были отобраны по две типичных породы перепелов: яичные породы — Японская и Английские белые; мясные – Фараон и Радонежские. По каждой породе было оценено по 100 голов молодняка и 50 голов взрослой птицы. Птицу выращивали в специально оборудованных клеточных батареях.

Дополнительно с целью накопления материала на базе СибНИИП -филиал ФГБНУ «Омский АНЦ» оценены две мясо-яичные породы Омская и Эстонская. На контроль испытания поставлено по 280 голов суточного молодняка и 70 голов взрослого поголовья.

Нормативы выращивания, содержания (плотность посадки, фронт кормления и поения) и кормления соответствовали принятым в хозяйстве нормам.

Ниже приведено краткое описание некоторых пород перепелов, разводимых в ООО «Генофонд» и СибНИИП-филиал ФГБНУ «Омский АНЦ».

Японские перепела были выведены в Японии на основе диких перепелов. Селекция была направлена на увеличение их яичной продуктивности.

Английские белые — порода выведена в Великобритании. Имеет белое оперение, допускается наличие темных перьев на голове или туловище, глаза темные. Направление продуктивности – яичное.

Эстонская порода перепелов была выведена на основе Японской, Фараон и Английской белой. Направление продуктивности мясо-яичное.

Порода перепелов Омская (мясо-яичное направление продуктивности) создана при скрещивании пород фараон (мясная) с японской (яичная). На начальном этапе самок японской породы скрестили с самцами породы фараон. Полученных гибридов оценили по живой массе в 28 и 42 дней жизни, по яйценоскости – за 126 и 308 дней жизни. На основании оценки отобрали группу птицы, сочетающую высокую яйценоскость с оптимальной живой массой и массой яиц. Следующим этапом было вводное скрещивание (беккросс) самок ( фараон × японская) с самцами породы фараон, имеющих живую массу в 28 дней жизни не менее 200 г. Полученные гибриды имели долю кровности по породе фараон ¾. Далее в процессе селекции полученный генетический материал размножали «в себе».

Порода Фараон выведена в США в результате продолжительной селекционной работы с японскими перепелами. Порода отселекционирована на высокую мясную продуктивность.

Мясная порода перепелов — Радонежские (патентообладатель — ООО «Генофонд» ФНЦ «ВНИТИП» РАН) выведена методом сложного воспроизводительного скрещивания пород Фараон и Техасская белая, с последующим разведением «в себе», при жестком отборе и подборе по продуктивным и воспроизводительным признакам. Начиная с четвертого поколения, селекция птицы велась дифференцированно по двум направлениям продуктивности: отцовская форма (мясное направление) и материнская форма (яичное направление).

Установлено, что у перепелов интенсивный прирост живой массы продолжается до 6-недельного возраста (таблица 14).

Таблица 14 – Живая масса и сохранность перепелов за 5 и 6 недель жизни

Группа	Порода	Возраст
		5 недель		6 недель
		живая масса, г	сохранность, %	живая масса, г	сохранность, %
1	Японская	118,1±10,0	95,0	144,2±11,0	95,0
2	Английская белая	121,3±9,0	97,0	149,1±14,0	96,0
3	Фараон	227,0±10,0	96,0	235,4±24,0	95,0
4	Радонежская	246,0±12,0	97,0	299,2±18,0*	96,0

Примечание: * — Р < 0,05.

Необходимо отметить, что живая масса перепелов отечественной мясной породы Радонежские в возрасте 6 недель была на 27,1% (Р<0,05) выше, чем у перепелов мясной породы Фараон. Среднесуточный прирост живой массы перепелов породы Радонежские в период с 5-й по 6-ю недели составил 7,6 г. В возрасте 7 недель у отдельных перепелок началась яйцекладка, что послужило основанием считать возраст 6 недель возрастом завершения интенсивного прироста живой массы. С 7-недельного возраста у перепелов четырех оцениваемых пород было отмечено снесение первых яиц. В возрасте 10 недель яйценоскость составляла: по Японской породе — 34,54%; Английские белые – 32,60%; Фараон – 26,70%; Радонежские – 28,90%.

Результаты оценки продуктивности и воспроизводительных качеств яичных и мясных пород перепелов приведены в таблицах 15 и 16.

Таблица 15 – Продуктивность и воспроизводительные качества перепелов яичного направления продуктивности

Месяц (неделя) продук-тивности	Порода
	Японская				Английские белые
	яйценос-кость, шт.	средняя масса яиц, г	оплодот-ворен-ность яиц, %	вывод молод-няка, %	яйценос-кость, шт.	средняя масса яиц, г	оплодот-ворен-ность яиц, %	вывод молод-няка, %
1 (8-12)	18,7	9,5±0,08			16,9	8,9±0,09
2 (13-16)	27,9	10,2±0,09	89,5	72,9	26,7	10,1±0,10	87,7	72,3
3 (17-20)	29,7	11,3±0,10			29,4	11,4±0,11
4 (21-24)	29,4	11,5±0,09			29,1	11,5±0,09
5 (25-28)	27,6	12,3±0,10	92,3	80,3	27,8	12,0±0,11	91,5	79,2
6 (29-32)	25,9	11,7±0,09			25,1	11,4±0,09
7 (33-36)	24,8	12,3±0,09			23,5	11,2±0,10
8 (37-40)	18,6	12,5±0,11	81,3	69,4	14,3	12,3±0,09	80,5	66,4
9 (41-44)	11,5	11,9±0,11			10,8	11,7±0,10
Итого	214,1				203,6

Таблица 16 – Продуктивность и воспроизводительные качества перепелов мясного направления продуктивности

Месяц (неделя) продуктивности	Порода
	Фараон				Радонежские
	яйценос-кость, шт.	средняя масса яиц, г	оплодот-ворен-ность яиц, %	вывод молод-няка, %	яйценос-кость, шт.	средняя масса яиц, г	оплодот-ворен-ность яиц, %	вывод молод-няка, %
1 (8-12)	15,3	11,6±0,09			16,3	11,8±0,08
2 (13-16)	26,4	12,7±0,10	87,5	70,4	25,7	12,7±0,09	86,4	69,3
3 (17-20)	29,2	13,3±0,09			28,3	13,4±0,08
4 (21-24)	28,7	13,7±0,09			29,1	14,0±0,09
5 (25-28)	25,9	14,2±0,10	90,2	71,7	25,4	14,1±0,10	90,4	71,6
6 (29-32)	24,5	14,3±0,11			25,0	14,2±0,10
7 (33-36)	14,7	14,0±0,09			17,6	14,3±0,11
8 (37-40)	8,9	14,2±0,10	81,5	68,9	9,7	14,4±0,10	79,7	65,3
9 (41-44)	6,5	14,3±0,11			7,8	14,4±0,09
Итого	180,1				184,9

В 2019 году созданная в Сибирском научно-исследовательском институте птицеводства порода перепелов Омская занесена в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Данная порода относится к мясо-яичному направлению продуктивности. Ранее единственной породой этого направления продуктивности являлась Эстонская, созданная в прошлом веке в Эстонии. Сравнительная характеристика пород приведена в таблице 17.

Таблица 17 – Продуктивность и воспроизводительные качества перепелов мясо-яичного направления продуктивности

Показатель	Порода
Показатель	Эстонская	Омская
Живая масса в 6 недель, г:
перепел	189±5,2	207±3,4
перепелка	240±6,7	271±8,1
Яйценоскость за год жизни, шт.	263	281
Масса яиц в 10 недель жизни, г	13,20±0,10	13,25±0,11
Сохранность за 6 недель, %	97,5	97,0
Вывод молодняка, %	81,1	79,1

Перепела породы Омская превосходят перепелов породы Эстонская: по живой массе в 6 недель жизни самцы на 18 г, или 9,52% (P<0,01), самки – на 31 г, или 12,90% (P<0,01); по яйценоскости за год жизни – на 18 яиц, или 6,84%.

Сравнительные испытания перепелов мясо-яичной породы Омская и яичной породы Японская показали, что яйценоскость за 44 недели жизни составила соответственно 217 и 226 яиц при средней массе яиц 14,1 и 13,2 г. Таким образом, выход яичной массы у породы Омская составил 3,06 кг от одной несушки, что на 0,64 кг больше, чем от одной несушки породы Японская. Следовательно, перепелов породы Омская можно использовать для получения как яиц, так и для получения гибридных перепелят-бройлеров в скрещивании с мясными породами.

Расчеты показали, что порог экономической безопасности производства яиц перепелов для яичных пород составляет 55%, мясных пород – 42%, мясо-яичных – 49%. Порог экономической безопасности производства яиц показывает тот уровень яйценоскости птицы, ниже которого предприятие начинает нести убытки.

Для получения объективных данных оценки птицы дополнительно были проанализированы первичные материалы ООО «Генофонд» Московской области и АО «Углическая птицефабрика» Ярославской области за последние 3 года. На основании закономерностей роста и развития перепелов яичных, мясо-яичных и мясных пород на заключительном этапе выращивания (5 и 6 недель), результатов ранее проведенных исследований, а также анализа первичных материалов за предыдущие годы установлено, что рост птицы заканчивается в 6 недель. В 7-недельном возрасте у изучаемых пород отмечено начало яйцекладки.

При определении продолжительности минимального уровня продуктивности половозрелой птицы исходили из данных яйценоскости по месяцам и расчетов экономической безопасности производства. Минимальные требования к продуктивности яичных, мясо-яичных и мясных пород перепелов представлены в таблицах 18-20.

Таблица 18 – Минимальные требования к продуктивности яичных пород*

Признаки	Элита рекорд	Элита	I класс	II класс
Основные
Живая масса в 6 недель, г	150	145	140	135
Яйценоскость на несушку за 40 недель жизни, шт.	215	210	205	200
Масса яиц в 10 недель, г	11,5	11,0	10,5	10,0
Дополнительные
Вывод молодняка, %	70,0	68,0	67,0	66,0
Сохранность поголовья до 6 недель, %	96,0	95,8	95,6	95,4

*Примечание: яичные породы перепелов – Японская, Английские белые, Английские черные, Смокинговые.

Таблица 19 – Минимальные требования к продуктивности мясо-яичных пород*

Признаки	Элита рекорд	Элита	I класс	II класс
Основные
Живая масса в 6 недель, г	190	185	180	175
Яйценоскость на несушку за 38 недель жизни, шт.	195	190	185	180
Масса яиц в 10 недель, г	12,5	12,0	11,5	11,0
Дополнительные
Вывод молодняка, %	70,0	68,0	67,0	66,0
Сохранность поголовья до 6 недель, %	96,0	95,0	95,0	95,0

*Примечание: мясо-яичные породы перепелов – Эстонская, Омская.

Таблица 20 – Минимальные требования к продуктивности мясных пород*

Признаки	Элита рекорд	Элита	I класс	II класс
Основные
Живая масса в 6 недель, г	225	220	215	210
Яйценоскость на несушку за 36 недель жизни, шт.	170	165	160	155
Масса яиц в 10 недель, г	13,0	12,5	12,3	12,1
Дополнительные
Вывод молодняка, %	70,0	68,0	66,0	64,0
Сохранность поголовья до 6 недель, %	96,0	95,0	94,5	94,0

*Примечание: мясные породы перепелов – Техасские белые, Фараон, Радонежские.

Интенсивный рост перепелов позволяет получить большое количество продукции с единицы площади, что дает основание для конкуренции с курами, а также использовать их для получения высокопитательного, диетического мяса и яйца. Перепелиное мясо и яйцо являются лидерами среди продуктов птицеводства по содержанию витаминов, аминокислот и полезных для организма микроэлементов [223]. Уникальное соотношение углеводов, жиров, минеральных веществ и белков, делает мясо и яйца этой птицы идеальными для питания человека [230]. Кровь перепелки используется для производства вакцин против оспы, бешенства, кори, чумы [231, 232].

В настоящее время основными направлениями в селекции перепелов являются: выведение высокопродуктивных и скороспелых линий; получение межвидовых гибридов и разведение гибридов «в себе»; разделение перепелов на мясные и яичные специализированные породы и линии; создание птицы, устойчивой к разведению в условиях высокой (+45°С) и низкой (-5°С) температур; снижение затрат кормов на единицу продукции. Ученые проводят исследования, направленные на улучшение воспроизводительных качеств перепелов, и не оставляют попыток получить от птицы максимум мяса и яиц, затрачивая при этом минимум средств.

2.8 Организация племенной работы с сельскохозяйственной птицей

Организация работ по созданию, воспроизводству, размножению птицы исходных линий, прародительских, родительских форм и межлинейных гибридов в стране должна осуществляться по предложенной схеме: селекционно-генетический центр – племзавод – репродукторные хозяйства I и II порядка – промышленные птицефабрики. Схема племенного кластера в птицеводстве представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема племенного кластера в птицеводстве

Согласно правилам определения видов организаций, осуществляющих деятельность в области племенного животноводства (в редакции приказов Минсельхоза России от 16.04.2013г. №183, от 16.02.2016г. №56, от 14.01.2019г. №8) установлен порядок отнесения организаций, осуществляющих деятельность в области племенного животноводства, в т.ч. птицеводства, и соответствующие требования к ним [7].

Определение видов организаций по племенному животноводству осуществляет Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России).

Определение видов организаций по племенному животноводству проводится в целях совершенствования племенного дела, сохранения генофонда ценных, высокопродуктивных, а также редких и исчезающих пород сельскохозяйственных птиц, создания и повышения конкурентоспособности племенных ресурсов страны, их эффективного использования путем оценки деятельности племенных организаций на основе норм и правил в области племенного животноводства.

Одним из важных факторов отнесения предприятия к тому или иному виду деятельности являются данные бонитировки разводимой сельскохозяйственной птицы.

Правила устанавливают требования к организациям, осуществляющим деятельность в области племенного животноводства (птицеводства) при отнесении их к определенному виду в соответствии с Федеральным законом «О племенном животноводстве».

В зависимости от направления деятельности организации по племенному птицеводству они могут быть следующих видов:

— селекционно-генетический центр;

— племенной завод;

— племенной репродуктор (I; II порядка);

— генофондное хозяйство.

Порядок и условия определения видов организаций, осуществляющих деятельность в области племенного животноводства

При отнесении организации по племенному животноводству к определенному виду Минсельхоз России рассматривает следующие документы:

а) заявление об отнесении к определенному виду организации по племенному животноводству с указанием наименования и организационно-правовой формы юридического лица, места его нахождения;

б) копии учредительных документов и копию свидетельства о государственной регистрации организации-заявителя, заверенные в установленном порядке;

в) копию свидетельства о постановке организации-заявителя на учет в налоговом органе, заверенную в установленном порядке;

г) сведения о квалификации работников, их стаже работы в племенном животноводстве (с предоставлением копий дипломов, аттестатов, свидетельств и др.);

д) документы уполномоченных органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации о соответствии деятельности юридического лица требованиям, предъявляемым к определенному виду организации по племенному животноводству и об эпизоотическом благополучии хозяйства;

е) карточку племенного хозяйства о количественных и качественных показателях продуктивности и уровне селекционно-племенной работы за предыдущие пять лет;

ж) информацию о состоянии племенного учета в организациях по племенному животноводству (птицеводству).

Минсельхоз России рассматривает в течение одного месяца представленные документы и принимает решение об отнесении к определенному виду организации по племенному животноводству, которое размещает на официальном сайте Минсельхоза России. Соответствующая информация об организации по племенному животноводству вносится в государственный племенной регистр.

При несоответствии организации требованиям, предъявляемым к определенному виду организации по племенному животноводству, Минсельхоз России письменно направляет заявителю мотивированный отказ.

При разведении организацией животных разных видов и пород, решение принимается по каждому виду или каждой породе отдельно.

В случае реорганизации организация по племенному животноводству подает заявку на переоформление.

В соответствии с рекомендациями ФНЦ «ВНИТИП» РАН Минсельхозом России установлены требования к организациям, осуществляющим деятельность в области племенного птицеводства (таблицы 21, 25, 26) [6, 7, 56].

Нами проанализирована деятельность акционерного общества Племенной птицеводческий завод «Свердловский». Юридический адрес: Свердловская область, Сысертский район, с. Кашино. Организационно-правовая форма — открытое акционерное общество. Акционер — 100% акций принадлежат совместной российско-немецкой компании «Ломанн Бридерс Рус».

АО ППЗ «Свердловский» был принят в эксплуатацию в 1976 г.
Завод расположен на одной производственной площадке площадью 42 га, находится в 50 км от Екатеринбурга и 22 км от аэропорта Кольцово.

В результате реорганизации в форме преобразования в 2006 г. ФГУП ППЗ «Свердловский» получил статус открытого акционерного общества, а
в 2015 г. — статус акционерного общества. Для производственной деятельности предприятие арендует участок площадью 37,06 га под производственную базу и участок площадью 0,52 га под подъездную автомобильную дорогу; имеет в собственности участки площадью 0,28 га и 0,9 га под артезианские скважины; имеет в собственности движимое и недвижимое имущество.

Таблица 21 – Минимальные требования, предъявляемые к племенным заводам по разведению различных видов и пород сельскохозяйственной птицы*

Показатели	Куры			Индейки	Утки	Гуси	Цесарки	Перепела
Показатели	яичные	мясо-яичные	мясные	Индейки	Утки	Гуси	Цесарки	Перепела
Численность несушек, тыс.	30	25	30	10	15	10	5	5
Классный состав племенного стада класса элита-рекорд и элита (от общего поголовья),%	60	60	60	60	60	60	60	60
Яйценоскость на несушку за год, шт.	285	175	165	120	180	40	110	220
Оборот стада	1,1	1,2	1,4
Использование яиц на племенные цели (от валового производства),%	35	40	60	70	75	80	40	40
Вывод молодняка, %	75	75	65	60	70	60	65	70
Сохранность молодняка (без выбраковки), %	95	95	95	90	93	93	94	93
Сохранность взрослой птицы ( без выбраковки), %	96	96	96	95	95	94	95	95
Количество селекционных гнезд на линию, шт.	60	60	60	60	60	60	60	60
Число отведенного молодняка от одной гнездовой несушки при внутрилинейном спаривании	15	15	15	15	10	10	15	15

*Примечание. Птицеводческие племенные заводы занимаются селекцией и вос-производством птицы исходных сочетающихся линий промышленных кроссов и производством прародительских форм. Основными задачами племенного завода являются совершенствование и размножение птицы исходных сочетающихся линий, поддерживание их продуктивных и племенных качеств, реализация племенной продукции (прародительские и родительские формы) в племенные репродукторы. При оценке работы племенного завода учитывается наличие селекционного прогресса, продуктивность выведенных линий и вновь созданных кроссов птицы, количество рекламаций на племенную продукцию, а также правильность комплектования множителя исходных линий.

Завод работает по режиму предприятия закрытого типа, территория завода имеет капитальное ограждение и разграничена на 2 зоны:

производственная:

цех инкубации;
цех выращивания молодняка;
цех взрослого поголовья;

подсобно-вспомогательная:

— вспомогательные цеха и участки.

Проектная мощность завода — 50 тыс. кур-несушек напольного содержания с производством 10 млн. шт. яиц, в т.ч. 6 млн. инкубационных и 100 т мяса птицы в год. Реконструкция предприятия и перевод всей птицы, включая селекционное стадо, на клеточное содержание, позволяют госплемптицезаводу «Свердловский», превысить проектную мощность в 3 раза и выполнять функции репродуктора I и II порядка.

В корпусах для выращивания и содержания птицы установлено ниппельное поение; устанавливаются системы ленточного пометоудаления
и скоростной раздачи кормов. Внедрено озонирование яиц в корпусах, яйцескладе и цехе инкубации.

В 2000 г. был запущен в эксплуатацию второй цех инкубации, расположенный за территорией завода в лесном массиве. В 2009 г. проведена его реконструкция до 15 инкубационных машин с единовременной закладкой 675 тысяч инкубационного яйца и годовым объемом вывода суточных цыплят 7,6 млн. голов. Доставка суточного молодняка потребителям производится
в специализированных автомобилях на расстояние до 3000 км.

На протяжении более чем 30 лет существования завод работал
с прогрессивными кроссами яичных кур: 1976-81 годы — с птицей кросса «Хайсекс белый» (фирма «Еврибрид» — Голландия»); 1981-1989 годы — с кроссом «Беларусь-9» (Белорусская ЗОСП — СССР); в 1989-1996 годах – «Ломанн браун» (фирма «Ломанн Тиерцухт» — Германия); в 1996-2003 годах — кросс «Родонит», в 2003-2008 годах — кросс «Родонит 2». В 2008 году завершились работы по созданию кросса «Родонит 3», 26 декабря 2008 года на птицу кросса «Родонит 3» были получены патенты №№ 4470-4476, а 17 апреля 2009 года решением Государственной комиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений кросс «Родонит 3» внесен в государственный реестр охраняемых селекционных достижений и допущен к использованию.

В декабре 2010 г. ОАО ППЗ «Свердловский» был присвоен статус селекционно-генетического центра по работе с курами яичного направления кросса «Родонит».

С апреля 2004 г. АО ППЗ «Свердловский» вел работу на уровне репродуктора I и II порядка с кроссами «Хайсекс Уайт» и «Хайсекс Браун» (Голландия).

С 2013 г. предприятие сотрудничает с немецкой компанией H&N International GmbH — мировым лидером по генетике яичной птицы, является единственным поставщиком в России племенного яйца и суточных цыплят финального гибрида кроссов «Супер Ник» и «Браун Ник».

Основная продукция предприятия — инкубационное яйцо и суточный молодняк родительских форм и финального гибрида кросса «Родонит -3», инкубационное яйцо и суточный молодняк родительских форм и финального гибрида кроссов «Супер Ник» и «Браун Ник».

Производственные показатели АО ППЗ «Свердловский» за 2018 г. представлены в таблице 22.

Таблица 22 – Производственные показатели АО ППЗ «Свердловский» в 2018 г.

Наименование показателей	2018 год
Производство яиц, тыс.шт.	30 940
Объем инкубации суточных цыплят, тыс.гол.	8 339
Затраты корма на 10 шт. яиц, к.ед. Затраты корма на 1кг прирост живой массы, к.ед.	1,40 5,50
Сохранность, %: взрослой птицы молодняка	95,8 97,60
Яйценоскость, шт.	349,2
Вывод суточного молодняка, %	73,1

Реализация основных видов продукции, получаемой от кроссов яичной птицы в 2018 году, приведена в таблицах 23 и 24.

Таблица 23 – Реализация родительских форм яичной птицы

Год	Вид продукции	Кросс			Средняя цена реализации, руб.	Объем, тыс.шт.
Год	Вид продукции	Родонит 3	Супер Ник	Браун Ник	Средняя цена реализации, руб.	Объем, тыс.шт.
2018	Яйцо, тыс. шт.	141,4	—	45,3	70,0	186,7
2018	Цыплята, тыс. гол.	134,4	86,5	29,9	247,0	250,8

Таблица 24 – Реализация финального гибрида яичной птицы

Год	Вид продукции	Кросс			Средняя цена реализации, руб.	Объем, тыс.шт.
Год	Вид продукции	Родонит 3	Супер Ник	Браун Ник	Средняя цена реализации, руб.	Объем, тыс.шт.
2018	Яйцо, тыс. шт.	—	754,8	446,3	8,9	1201,1
2018	Цыплята, тыс. гол.	—	4912,1	3176,4	32,8	8088,5

В 2018 г. АО АО ППЗ «Свердловский» укомплектовал суточным молодняком 59 предприятий в следующих регионах России и странах ближнего зарубежья:

— Казахстан – 13,6%;

— юг России (Ростовская, Волгоградская области, Краснодарский край Ставропольский край), а также Саратовская область –11,0%;

— центр России (Воронежская, Липецкая, Ярославская, Белгородская, Смоленская, Костромская области), а так же Пензенская, Кировская области, Алтайский край – 22,8%;

— север России (Чита, Омская область) – 5,1%;

— Свердловская область – 3,4%;

— Чувашская республика – 1,7%;

— Республика Татарстан – 10,2%;

— Республика Башкортостан – 6,8%;

— Республика Марий Эл – 3,4%;

— Республика Мордовия – 3,4%;

— Дальний Восток -1,7%;

— Таджикистан – 13,5%;

— Армения – 1,7%;

— Кыргыстан – 1,7%.

Племенным инкубационным яйцом — 10 предприятий, из них:

— Курганская область, Омск, Камчатка, Приморский край – 36,3%;

— Свердловская область – 9,1%;

— Оренбургская, Челябинская область, Ставропольский край – 27,3;

— Республика Хакасия – 9,1%;

— Казахстан – 9,1%;

— Узбекистан – 9,1%.

АО «ППЗ «Свердловский», СГЦ «Загорское ЭПХ», СХПК «Племптица — Можайское» обеспечивают товарные хозяйства племенной продукцией — яйцом и суточными цыплятами отечественных и зарубежных яичных кроссов.

Ниже приведены минимальные требования, предъявляемые к племенным репродукторам I и II порядка по разведению различных видов и пород сельскохозяйственной птицы.

В настоящее время племенная база мясного птицеводства представлена следующими репродукторами первого порядка: ООО «Авиаген», ООО «Кобб — Раша», агрохолдинг «Акашево». Здесь производят цыплят для комплектования родительских стад. ООО «Авиаген» полностью обеспечивает потребность предприятий в суточном молодняке кросса «Росс-308». Репродукторы первого и второго порядков по производству племенного материала кросса «Хаббард» прекратили свою работу, площадку ЗАО «Краснояружский бройлер» приобрела компания «Кобб — Раша». По нашему мнению, в России необходимо расширять площадки по производству родительских форм для получения финального гибрида «Кобб — 500».

Таблица 25 – Минимальные требования, предъявляемые к племенным репродукторам I и II порядка по разведению различных видов и пород

сельскохозяйственной птицы *

Показатели	Куры			Индейки	Утки	Гуси	Цесарки	Перепела
Показатели	яичные	мясо-яичные	мясные	Индейки	Утки	Гуси	Цесарки	Перепела
Поголовье кур-несушек, тыс.	40	25	30	10	15	10	4	4
Классный состав племенного стада (от общего поголовья), %: 1 класс (прародители)	70	70	70	70	70	70	70	70
2 класс (родители)	100	100	100	100	100	100	100	100
Яйценоскость на несушку за год, шт.	290	185	165	110	170	35	100	200
Оборот стада	1,1	1,2	1,4
Использование яиц на племенные цели (от валового производства),%	35	40	60	70	70	80	40	40
Вывод молодняка, %	80	75	65	60	70	60	60	70
Сохранность молодняка (без выбраковки), %	95	95	95	90	92	92	94	92
Сохранность взрослой птицы ( без выбраковки),%	96	96	96	95	94	94	95	94

*Примечания: 1. С учетом специфики отрасли в птицеводстве существуют племенные репродукторы I и II порядков. Племенные репродукторы I порядка производят и реализуют племенную продукцию (родительские формы) в племенные репродукторы II порядка или родительским стадам птицефабрик. Племенные репродукторы II порядка производят и реализуют гибридный суточный молодняк или яйца для птицефабрик, инкубаторно-птицеводческих станций и другим юридическим и физическим лицам, производящим товарную продукцию.

2. Обязательной является ежегодная замена стада: репродукторы I порядка комплектуются за счет племенной продукции группы множителя исходных линий из племенных заводов не менее 2 раз в год; репродукторы II порядка, птицефабрики и др. товаропроизводители – за счет племенной продукции (родительских форм) из репродукторов I порядка не менее 4 раз в год.

Племенные птицеводческие предприятия, на базе которых проводились исследования по комплексной оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы, приняли участие в российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (Москва, ВДНХ, 09-12 октября 2019 г.) (рисунки 3-6).

Рисунок 3 — Репродуктор 1 порядка Рисунок 4 — Репродуктор 1 и 2 порядка

ООО «Авиаген» СХПК «Племптица — Можайское»

Рисунок 5 — Репродуктор 2 порядка Рисунок 6 — Племенной завод

ООО «Первомайская ИПС» ООО «Вурнарец»

Таблица 26 – Минимальные требования, предъявляемые к селекционно-генетическому центру по птицеводству

Показатели	Куры			Индейки	Утки	Гуси	Цесарки	Перепела
Показатели	яичные	мясо-яичные	мясные	Индейки	Утки	Гуси	Цесарки	Перепела
Численность несушек, тыс.	60	40	50	10	20	20	7	10
Состав племенного стада: число: основных линий	4	4	4	3	2	2	2	2
селекционных гнезд на линию	60	60	60	60	60	60	60	60
Резервных и экспериментальных линий	4	4	4	3	2	2	2	2
Несушек на линию, головы	300	300	300	150	140	100	120	120
Оценка по конверсии корма, семейства	120	120	120	90	60	60	60	60
Яйценоскость на несушку за год, шт.	290	180	170	120	180	40	110	220
Оборот стада, годы	1,1	1,2	1,6
Количество реализованной племенной продукции (племенной молодняк, племенное яйцо), %	45	45	65	70	75	80	45	45
Отведено от одной гнездовой несушки основной линии (при внутрилинейном спаривании), головы	20	17	20	15	15	10	10	15
Отведено от одной несушки резервных линий (при внутрилинейном спаривании), головы	10	8	10	8	8	6	8	8
Вывод молодняка, %	80	80	75	65	70	65	65	70
Сохранность молодняка (без выбраковки), %	95	95	95	92	94	94	94	93
Сохранность взрослой птицы ( без выбраковки), %	96	96	96	95	95	95	95	95
Использование автоматизированной системы управления селекционно-племенной работы	+	+	+	+	+	+	+	+
Генетическая экспертиза линий на наличие генов*	+	+	+	+	+	+	+	+

*Примечание. При наличии специфических генов и качественных особенностей птицы допускается снижение продуктивных показателей на 20 %.

Филиалом ФНЦ «ВНИТИП» РАН является СГЦ «Загорское ЭПХ», на производственной базе которого проводятся научные исследования в области селекции, кормления и технологии содержания яичных и мясных кроссов кур, а также цесарок и перепелов.

Селекционная работа в хозяйстве началась с первых месяцев основания института — 86 лет назад. Из-за рубежа были завезены для размножения куры разных пород, и в 1953 году в стаде уже насчитывалось около 10 тысяч высокопродуктивных несушек. Еще в довоенные годы хозяйство было постоянным участником Всесоюзных сельскохозяйственных выставок и удостаивалось различных наград. В тяжелые для страны военные годы работники ЭПХ сумели сохранить резервный генофонд птицы, а в дальнейшем регулярно пополняли его. Экспериментальная база института стала настоящим полигоном для проведения научно-исследовательских работ и апробации законченных разработок-способов содержания птицы, ее кормления, приемов и методов селекции. В ЭПХ имеются два вивария для проведения исследовательских работ по кормлению и содержанию птицы, её искусственному осеменению, а также инкубации яиц. Помещения оснащены всем необходимым оборудованием.

СГЦ «Загорское ЭПХ» — единственное птицеводческое предприятие яичного направления Московской области, а также единственное предприятие в России, сохранивших чистые линии яичной птицы и ведущих с ними постоянную селекционно-племенную работу. В ряду селекционных достижений ВНИТИП и ЭПХ ВНИТИП — аутосексный белоскорлупный трехлинейный кросс кур «СП — 789», гибридные несушки которого за год откладывают в среднем 320 яиц массой 65,5 г. В суточном возрасте цыплят этого кросса можно разделить по половому признаку (скорость роста пера) с точностью до 99%. Несушки этого кросса отселекционированы на высокую жизнеспособность и стрессоустойчивость. Наряду собственным кроссом в хозяйстве ведётся селекционная работа с кроссом «Хайсекс-Белый» (Нидерланды). Кроме промышленной птицы в хозяйстве содержится самая большая в мире коллекция пород кур. На сегодняшний день в коллекции содержатся более 80-ти пород карликовых, яичных, мясо-яичных, яично-мясных, мясных, бойцовых и декоративных кур, 7 пород цесарок и 9 пород перепелов. Основные потребители коллекционной продукции — эко-фермы, фермеры, частные лица, кроме того этот генетический материал используется селекционерами института для совершенствования существующих и выведения новых пород и кроссов птицы.

Предприятие располагает семью птичниками для выращивания молодняка, двенадцатью птичниками для содержания взрослой птицы, собственным кормоцехом, инкубаторием, гаражом, яйцескладом. За предприятием закреплены 500 га пахотных земель. Технология содержания птицы — клеточная. Предприятие реализует племенную продукцию биофабрикам (ВНИИЗЖ, АВИВАК, ФОРТ, институт Мечникова, Покровский завод биопрепаратов и др.), товарным птицефабрикам, а также частным лицам не только Московской области, но и других регионов России, ближнего и дальнего зарубежья. В год предприятие производит 30 млн. шт. яиц, 320 т. мяса и реализует порядка 100 000 гол. живой птицы. Оборот денежных средств составляет 200 млн. руб.

За долгие годы работы предприятие не однократно удостаивалось различных наград на областных и общероссийских выставках (рисунок 7). К качеству продукции, выпускаемой хозяйством, за всю историю существования никогда ни у кого не было никаких нареканий. Всё входящее сырьё и выходящая продукция подвергаются жёсткому контролю, как со стороны государственных надзорных органов, так и с помощью собственных лабораторий. Вся продукция сертифицирована в соответствии с законодательством РФ и соответствует всем нормативным требованиям.

Рисунок 7 — СГЦ «Загорское ЭПХ» на российской

агропромышленной выставке «Золотая осень»

(Москва, ВДНХ, 09-12 октября 2019 г.)

В целях выполнения Указа Президента Российской Федерации от 21 июля 2016 г. № 350 «О мерах по реализации государственной научно-технической политики в интересах развития сельского хозяйства» и Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017–2025 гг. Минсельхоз РФ, Минобрнауки РФ и РАН разработали проект подпрограммы «Создание отечественного конкурентоспособного мясного кросса кур бройлерного типа с использованием новейших достижений геномной селекции» (рисунок 8).

Рисунок 8 – Комплексная программа научных исследований

по птицеводству

В ноябре 2018 г. в ФГБУ СГЦ «Смена», на изолированной площадке «Подсосино», была завершена инкубация яиц и воспроизведена следующая, 81-я генерация племенной птицы. Получили 51 тыс. суточных цыплят четырех основных и трех экспериментальных линий, благодаря чему значительно увеличилось поголовье молодняка (в марте 2017 г. его количество составляло 9350 голов). Ведется внедрение системы чипирования кур. Создан мясной кросс бройлерного типа с аутосексной материнской родительской формой [102].

В период с 2017 по 2018 г. оздоровили селекционное стадо: птица новой, 81-й генерации не показывала признаков таких заболеваний, как лейкоз, микоплазмоз, сальмонеллез и др. С октября по декабрь 2018 г. прошли первые испытания финального гибрида «Смена 8». Результаты исследований свидетельствуют о том, что он обладает высоким потенциалом, а значит, скоро будет получен отечественный конкурентоспособный мясной кросс кур бройлерного типа. Его испытания проходят в 2019 г. на трех бройлерных фабриках и в КФХ. Безусловно, создание нового отечественного высокопродуктивного кросса бройлеров и реализация его генетического потенциала продуктивности является комплексной проблемой, для решения которой необходимо широкое внедрение в производство современных ресурсосберегающих технологий кормления и содержания птицы (рисунок 9).

Рисунок 9 – Основные технологические процессы создания нового отечественного высокопродуктивного мясного кросса кур бройлерного типа

К 2020 г. поголовье прародительского и родительского стад необходимо увеличить до 35 тыс. взрослых особей и начать поставки племенного материала в бройлерные хозяйства России. При этом никто не собирается отказываться от импортных кроссов. К 2025 г. доля отечественного кросса в структуре поголовья должна составлять 15%.

Необходимо отметить, что чистые линии бройлеров «Смена 8» — единственные в России. Для продолжения работ по совершенствованию кросса необходимо увеличение финансирования по линии Минобрнауки, Минсельхоза РФ и со стороны бизнеса.

ФГБУ СГЦ «Смена» ежегодно участвует на российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (рисунок 10).

Рисунок 10 – ФГБУ СГЦ «Смена» на российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (Москва, ВДНХ, 09-12 октября 2019 г.)

В целях устойчивого развития отечественного птицеводства в направлении увеличения племенного материала уток и гусей (инкубационные яйца и молодняк) «Племптицезаводу Благоварский» Республики Башкортостан придан статус селекционно-генетического центра (СГЦ) Российской Федерации по разведению водоплавающей птицы. Это способствует осуществлению бесперебойного обеспечения племенных предприятий чистопородным, а товарных птицеводческих хозяйств гибридным поголовьем, сокращению завоз племенного материала из-за рубежа, следовательно, повышению эффективности отрасли.

Наряду с проведением комплексных селекционно-племенных мероприятий по совершенствованию существующих и созданию новых кроссов, пород водоплавающей птицы специалисты СГЦ разрабатывают новые технологии их содержания и кормления, производства и переработки птицеводческой продукции.

В коллекционном стаде племптицезавода сохранена уникальная коллекция водоплавающей птицы: более 15 пород, заводских линий и промышленных кроссов уток, 8 пород гусей, 3 породы цесарок, декоративные виды уток и фазанов. На племптицезаводе «Благоварский» в своей деятельности придерживаются общемировой концепции развития отрасли. На первом месте стоит генетика, затем технологии, оборудование, ветеринарная защита птицы и организация труда. Селекционеры предприятия, следуя этой стратегии, совместно с учеными ФНЦ «ВНИТИП» РАН, целенаправленно работают над созданием новых высокопродуктивных кроссов и пород водоплавающей птицы. В ходе селекционной племенной деятельности предприятия были созданы высокопродуктивные кроссы уток «Благоварский» и «Агидель» пекинской породы с белым цветом оперения, новая порода уток с цветным оперением «Башкирские цветные», и порода гусей «Уральские белые». Завершена научно-исследовательская работа по созданию новой породы гусей под названием «Уральские серые».

В целом ППЗ «Благоварский» является патентообладателем 17-ти новых селекционных достижений в птицеводстве и 2-х патентов по содержанию и кормлению племенной птицы при селекции. Предприятие регулярно участвует в работе научно-практических конференций и выставок различных уровней. Например, на Всероссийской агропромышленной выставке «Золотая осень», проводимой в г. Москве, племптицезавод много лет подряд становится обладателем золотых медалей в номинации «За высокие достижения в племенном и товарном животноводстве».

Рисунок 11 – ООО «ППЗ Благоварский» на российской агропромышленной выставке «Золотая осень»

(Москва, ВДНХ, 09-12 октября 2019 г.)

Генофондные хозяйства

Биологическое разнообразие сельскохозяйственной птицы в виде пород, популяций и линий является необходимым условием создания новых форм и совершенствования существующих. Чтобы иметь возможность создавать для промышленного производства новые линии и кроссы, необходимо сохранять как можно большее число популяций и линий с разными генотипами. Вопрос о сохранении генофонда птицы должен быть увязан с разработкой новых направлений в селекции, позволяющих рационально использовать все разнообразие линий и пород в целях создания новых конкурентоспособных кроссов.

Для сохранения и воспроизводства малочисленных пород сельскохозяйственной птицы необходимо придерживаться следующих требований: поголовье кур должно быть не менее 100 голов, петухов – 25 голов на породу.

Минимальное поголовье гусей, уток, индеек, цесарок, перепелов должно составлять 60 самок и 20 самцов. Продуктивность генофондных пород допускается ниже на 20% промышленных форм, соответствующих направлению продуктивности. При наличии специфических генов, характерных для отдельной породы, уровень продуктивности не учитывается [6, 7, 26].

В СГЦ «Загорское ЭПХ» создана биоресурсная коллекция пород сельскохозяйственной птицы, которая предназначена для сохранения генетических ресурсов птицы путем воспроизводста.

Биоресурсная коллекция птицы состоит из более 76 пород кур, 9 пород перепелов и 5 пород цесарок.

Представители каждой породы содержатся в экспериментальном хозяйстве института птицеводства в двух птичниках при клеточном и напольном содержании.

Коллекционное стадо разделено по породам, возрастам и линиям. Специальная система учёта и селекционная программа позволят воспроизводить коллекцию, избегая инбридинга.

Сохранение генетической коллекции птицы происходит благодаря ежегодному воспроизводству стада.

Коллекция сохраняется на базе Всероссийского института птицеводства с 1960 гг. по настоящее время.

Основные стадии технологического процесса (ТП) поддержания биоресурсной коллекции «Коллекции пород сельскохозяйственной птицы СГЦ «Загорское ЭПХ» представлены в таблице 27.

Таблица 27 – Основные стадии технологического процесса (ТП)

№	Наименование стадий ТП	Перечень используемых операций	Используемый СОП
1.	ТП-1. Оценка племенного поголовья по породным признакам	Оценка экстерьера Взвешивание Анализ продуктивных качеств Заполнение журналов учёта журнала бонитировки	СОП-БК-1
2.	ТП-2. Отбор яиц для инкубирования	Маркировка и сбор яиц Дезинфекция яиц Отбор кондиционных яиц Хранение инкубационных яиц	СОП-БК-2
4	ТП-3. Инкубирование яиц	Инкубирование яиц Биологический контроль Вывод цыплят по породам (под колпачками) Выборка цыплят Сортировка цыплят по породам Сортировка цыплят по полу клоачным способом Маркировка цыплят крылометками Вакцинация цыплят против Болезни Марека	СОП-БК-3 СОП-БК-4
5	ТП-4. Выращивание ремонтного молодняка с суточного до 120 дневного возраста	Кормление цыплят Поение цыплят Обеспечение необходимых параметров микроклимата Вакцинация цыплят по плану противоэпизоотических мероприятий Бонитировка цыплят в 30 и 60 дней	СОП-БК-5
6	ТП-5. Содержание взрослого птицепоголовья	Маркировка кур и петухов ножными кольцами Посадка отобранных кур и петухов по породам и линиям Обеспечение кормления, поения птицы	СОП-БК-6

Технологическая схема поддержания биоресурсной коллекции представлена на рисунке 12.

Рисунок 12 – Технологическая схема поддержания биоресурсной коллекции

Технологический процесс поддержания биоресурсной коллекции «Коллекции пород сельскохозяйственной птицы СГЦ «Загорское ЭПХ» предусматривает использование следующих стандартных операционных процедур (СОПов):

— СОП-БК-01 «Бонитировка родительского стада птицы» ;

— СОП-БК-02 «Сбор, маркировка, сортировка, дезинфекция и хранение инкубационного яйца»;

— СОП-БК-03 «Инкубирование яиц с биоконтролем»;

— СОП-БК-04 «Вывод, сортировка и маркировка цыплят»;

— СОП-БК-05 «Выращивание цыплят с суточного до 120 дневного возраста»;

— СОП-БК-06 «Содержание племенного ядра».

Предприятие регулярно участвует в работе научно-практических конференций и выставок различных уровней. Например, на Всероссийской агропромышленной выставке «Золотая осень», проводимой в г. Москве, племптицезавод много лет подряд становится обладателем золотых медалей в номинации «За высокие достижения в племенном и товарном животноводстве» (рисунок 13).

Рисунок 13 – ООО СГЦ «Загорское ЭПХ», ООО «Генофонд» на российской агропромышленной выставке «Золотая осень»

(Москва, ВДНХ, 09-12 октября 2019 г.)

Селекционно-генетический центр «Северо-Кавказская зональная опытная станция по птицеводству» (СГЦ «СКЗОСП») — это единственное учреждение в Российской Федерации, занимающееся селекционно-племенной работой с индейками. Без малого 50-летнюю деятельность в области селекционно-племенной работы и постоянных поисков высокоэффективных путей развития индейководства коллективом станции были созданы три новые породы индеек и несколько кроссов; собран и сохраняется уникальный генофонд индеек. В настоящее время Северо-Кавказская зональная опытная станция имеет 3 статуса: селекционно-генетического центра; племенного птицеводческого завода; генофондного хозяйства.

В СГЦ «СКЗОСП» создана биоресурсная коллекция индеек генофондного хозяйства, которая предназначена для сохранения генетических ресурсов в области индейководства. В генофондном хозяйстве СГЦ «СКЗОСП» сохраняются шесть пород индеек: бронзовая северокавказская, белая северокавказская, серебристая северокавказская, московская белая, узбекская палевая и черная тихорецкая порода.

Сохранение пород индеек, несущих определенные признаки и свойства, сформированные в результате длительного их разведения и использования, представляющие собой источник генетического материала для выведения новых пород и типов индеек, производится на основе метода чистопородного разведения.

Определены приоритетные задачи развития:

— сохранить имеющийся генофонд индеек;

— начать работы по межпородной гибридизации северокавказской бронзовой, чёрной тихорецкой с белой широкогрудой породой;

— провести исследование по возрастной морфологии иммунных органов индеек генофонда в постнатальном онтогенезе;

— продолжить проведение исследований микросателлитов в российских породах индеек генофонда;

— продолжить изучение популяционно-генетических параметров у индеек генофонда;

— начать работу по созданию паспортов для пород индеек генофонда.

Коллекционное стадо СГЦ «СКЗОСП» состоит из шести пород индеек: бронзовая северокавказская, белая северокавказская, серебристая северо-кавказская, московская белая, узбекская палевая, черная тихорецкая порода. Воспроизводство коллекционного поголовья индеек осуществляется один раз в год от индеек в возрасте 40-50 недель.

У суточных индюшат, у молодняка в возрасте 12, 16, 23, у взрослой птицы в 30, 34, 40 недельном возрасте проводится отбор по породным признакам, проявившимся в соответствующих возрастах в соответствии со стандартами пород. Перед воспроизводством у птицы проверяются наличие и степень выраженности породных признаков стандарта.

Ежегодно проводится 3-5 плановых закладок для воспроизводства биоресурсной коллекции индеек, а для размножения малочисленных трупп и пород проводятся дополнительные закладки.

В суточном возрасте все индюшата кольцуются по породам и группам крылометками гнездовыми и групповыми. Для оценки и отбора птицы в коллекционном стаде используются стандарты, разработанные в СГЦ «СКЗОСП» для каждой породы и породной группы.

Племенные группы комплектуются в 30-32 недельном возрасте с половым соотношением 1:3 в малочисленных породах и группах (менее 100 голов), 1:4-5 при поголовье 100-200 голов, 1:6 при большей численности поголовья в породе или группе.

Бонитировку молодняка проводят с 16 недельного возраста, в этот период самцов в стаде оставляют из расчёта 300% от норматива во взрослом состоянии.

В 23 недели проводят 2-ю оценку самцов и по её результатам оставляют 200% самцов, в 30 недельном возрасте проводится оценка самцов по развитию капуляторных органов у самцов по количеству и качеству выделяемой спермы каждым самцом. По результатам этой оценки в стаде остаётся 120% самцов от нормативов. При воспроизводстве биоколлекции пород индеек применяется искусственное осеменение.

Обязательными признаками учёта и отбора является сохранность птицы, живая масса, цвет оперения (у цветной птицы), инкубационные качества яиц, воспроизводительные способности самцов и самок.

Для совершенствования качественного и количественного состава пород ежегодно формируются запасные группы индюков, проводятся дополнительные закладки яиц.

Наряду с селекционной работой с птицей, проводятся работы по совершенствованию технологии содержания и кормления коллекционного стада индеек.

При выращивании и содержании индеек всех пород используются в основном имеющиеся нормативные технологические параметры для индеек при напольном содержании (РД-АПК 1.10.05.04-13).

С суточного до 6-недельного возраста индюшата содержатся в клеточных батареях Р-15, потом доращиваются на подстилке при напольном содержании согласно РД-АПК 1.10.05.04-13 в корпусах бригады № 1 и № 2. До 16-недельного возраста птица выращивается без разделения по полу. В 16-недельном возрасте при проведении бонитировки проводится разделение птицы по полу и дальнейшее содержание птицы раздельное.

С 18-недельного возраста самки переводятся на сокращенный 7 часовой световой день, самцы содержатся на 14-15 — часовом световом дне с освещенностью 15 люкс.

Кормление птицы во все возрастные периоды осуществляется согласно рекомендациям по кормлению (Сергиев Посад, ВНИТИП, 2015 г.) и по нормативам, разработанным в «СГЦ «СКЗОСП».

Технологический паспорт генофондной коллекции индеек СГЦ «СКЗОСП» представлен на рисунке 14.

Технологический процесс поддержания биоресурсной коллекции индеек «Коллекция сельскохозяйственных пород птиц (индеек)» предусматривает использование следующих стандартных операционных процедур (СОПов):

— СОП-БК-1 «Сохранение коллекционного поголовья индеек»;

— СОП-БК-2 «Сохранение линий индеек белой широкогрудой породы, утративших промышленное значение»;

— СОП-БК-3 « Контроль качества коллекционного поголовья индеек»;

— СОП-БК-4 « Коррекции нарушения породных признаков индеек»;

— СОП-БК-5 « Расширение коллекции индеек».

Рисунок 14 – Технологический паспорт генофондной коллекции индеек СГЦ «СКЗОСП»

На российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (Москва, ВДНХ, 09-12 октября 2019 г.) в павильоне «Животноводство» на коллективном стенде Росптицесоюза была представлена племенная птица: куры мясных и яичных кроссов, утки, гуси, цесарки, перепелки, а также редкие породы кур генофондного стада (рисунок 15).

Рисунок 15 – Министр сельского хозяйства РФ Патрушев Д.Н. на российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (Москва, ВДНХ, 09-12 октября 2019 г.)

В номинации «За достижения высоких показателей в развитии племенного и товарного животноводства» награждены:

Золотыми медалями и дипломами:

АО ООО «Свердловский», Свердловская область;

ФГБУ СГЦ «Смена», Московская область;

СГЦ «Загорское ЭПХ», Московская область;

ООО «Генофонд», Московская область;

СХПК «Племптица – Можайское», Вологодская область;

ООО ППЗ «Благоварский», Республика Башкортостан;

ООО ППЗ «Махалов», Курганская область;

ООО» Вурнарец», Чувашская республика;

ООО «Авиаген», Тульская область;

ООО «Первомайская ИПС», Краснодарский край;

ФНЦ «ВНИТИП» РАН, Московская область.

Серебряными медалями и дипломами:

ООО «Кобб – Раша», Московская область;

ООО «Шепиловская птицефабрика», Московская область.

В номинации «За вклад в развитие выставки» Гран-При вручен ООО «Авиаген», Тульская область.

На производственной базе данных предприятий нами проводились исследования по комплексной оценке племенной ценности сельскохозяйственной птицы.

Одним из важных факторов отнесения племенного предприятия к тому или иному виду деятельности являются данные бонитировки разводимой сельскохозяйственной птицы.

2.9 Методические рекомендации по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Методические рекомендации разработаны с целью обеспечения единого методического подхода по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы. Бонитировку сельскохозяйственной птицы проводят во всех птицеводческих хозяйствах, имеющих племенное стадо (селекционно-генетических центрах, птицеводческих племенных заводах, племенных хозяйствах-репродукторах I и II порядка, фермах-репродукторах и родительских стадах птицефабрик). Цель бонитировки – оценка продуктивных качеств птицы и разделение ее на классы для определения племенной ценности. В хозяйствах или отдельных птичниках, поставленных на карантин по заразным заболеваниям, птицу не бонитируют. Бонитировку проводит комиссия, назначаемая директором хозяйства. В состав комиссии, как правило, включают зоотехника-селекционера, бонитёров и ветеринарного врача. При бонитировке производят осмотр птицы и при необходимости проводят контрольное взвешивание, отобранной методом случайной выборки птицы (не менее 50 голов и 100 яиц из птичника).

Птицу оценивают по 2 основным и 3 дополнительным признакам. При этом отдельно оценивают птицу исходных линий, прародительских и родительских форм, а также разводимых пород и других племенных групп. Ответственность за бонитировку и ее организацию несут главные специалисты хозяйства (зоотехники, селекционеры, ветврачи). Контроль за правильностью проведения бонитировки осуществляют специалисты областных и республиканских Госплемслужб.

В приложениях И-С приведены иллюстрации пород и кроссов сельскохозяйственной птицы.

Бонитировка кур

Кур яичного направления продуктивности оценивают:

— до 45-недельного возраста – по яйценоскости матерей за 40-45 или 68 недель жизни, массе яиц в 35-ти или 52-недельном возрасте с учетом процента вывода молодняка бонитируемого поголовья, сохранности этого поголовья при выращивании и его живой массы, а также массы яиц бонитируемой птицы в 35-недельном возрасте, если птица достигла этого возраста;

— в возрасте 45 недель и старше – по показателям собственной продуктивности за 45 или 68 недель жизни с учетом процента вывода цыплят из яиц бонитируемой птицы (таблицы 28, 29).

Кур мясного направления продуктивности бонитируют:

— до 34-недельного возраста – по живой массе и обмускуленности в 5-недельном возрасте, сохранности молодняка до 5-недельного и с 5-ти до 18-недельного возраста, по показателям продуктивности матерей за 34 или 60 недель жизни (яйценоскость, процент вывода цыплят);

— в 34-недельном возрасте и старше – по живой массе и обмускуленности в 5-недельном возрасте, сохранности до 5-недельного и с 5-ти до 18-недельного возраста, яйценоскости за 34 или 60 недель, проценту вывода цыплят бонитируемой птицы (таблицы 30, 31).

Бонитировка уток

Уток исходных линий бонитируют:

— до 52-недельного возраста – по показателям продуктивности матерей (яйценоскость и процент вывода за первый цикл яйценоскости) и по собственным показателям (живая масса и сохранность до 6-недельного возраста и с 6-ти до 24-недельного возраста);

— в 52- недельном возрасте и старше – по яйценоскости и проценту вывода за первые 6 месяцев цикла яйценоскости, живой массе и сохранности в 6-недельном возрасте (таблица 32).

Мускусных уток исходных линий и популяций бонитируют:

— по показателям живой массы: самок в 10-недельном и самцов в 11-недельном возрасте, по сохранности за этот период и с 10-11-ти до 25-недельного возраста, по проценту вывода и яйценоскости матерей (таблица 33).

Бонитировка индеек

Индеек бонитируют:

— до 52-недельного возраста – по живой массе в 12- или 16-недельном возрасте, сохранности за этот период, по показателям яйценоскости матерей и проценту вывода индюшат;

— в 52-недельном возрасте и старше – по собственным показателям продуктивности: живой массе и сохранности в 12-ти или 16-недельном возрасте, проценту вывода и яйценоскости за первый цикл первого года использования (таблицы 34, 35).

Бонитировка гусей

Гусей до 52-недельного возраста оценивают по живой массе и сохранности до 9 (10)-недельного возраста, по яйценоскости матерей за первый год использования и проценту вывода молодняка;

— старше 52-недельного возраста – по собственным показателям продуктивности: живой массе и сохранности до 9 (10)-недельного возраста, яйценоскости за первый цикл и проценту вывода молодняка (таблица 36).

Бонитировка цесарок

Цесарок бонитируют:

— до 45-недельного возраста – по показателям живой массы и сохранности до 12 недельного возраста, по выводу молодняка и яйценоскости матерей;

— в 45-недельном возрасте и старше – по собственным показателям продуктивности: живой массе в 12-недельном возрасте и сохранности за этот период, яйценоскости за первый цикл, проценту вывода цесарят (таблица 37).

Бонитировка перепелов

Перепелов яичного направления бонитируют:

— до 18-недельного возраста отбирают по показателям продуктивности матерей (яйценоскость, масса яиц в 10 недель, процент вывода молодняка) и по собственным показателям продуктивности (живая масса и сохранность до 6-недельного возраста);

— в 18 недельном возрасте и старше – по показателям собственной продуктивности; яйценоскости, массе яйца в 10 недель, проценту вывода перепелят и сохранности до 6 недель.

Перепелов мясного направления бонитируют:

— до 18-недельного возраста – по живой массе и обмускуленности в 6 недель, сохранности молодняка до 6 недель, по показателям продуктивности матерей за 36 недель (яйценоскость, процент вывода перепелят, масса яйца в 10 недель);

— в 18-недельном возрасте и старше – по живой массе и обмускуленности в 6-недельном возрасте, сохранности до 6 недель, яйценоскости за 18 недель, проценту вывода перепелят бонитируемой птицы, массе яйца в 10 недель (таблицы 38, 39).

Бонитировка птицы общепользовательных пород и генофондного стада всех видов птицы

Требования при бонитировке птицы общепользовательных пород и генофондных стад всех видов птицы снижаются на 20% от требований бонитировки промышленных пород и линий кроссов.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Бонитировка селекционного стада птицы всех видов

К классам элита-рекорд и элита относится птица селекционного стада, имеющая индивидуальное происхождение (по матери и отцу). Кроме того, к классу элита может быть отнесена также и птица стада множителя исходных линий, если она получена от селекционного стада и по показателям продуктивности соответствует этому классу.

Класс по комплексу признаков устанавливается на основе класса по каждому признаку в отдельности (таблица 40).

Бонитировка птицы всех видов прародительского и родительского стад

Птицу прародительского и родительского стад всех племенных хозяйств оценивают по продуктивности родителей и результатам выращивания потомства (сохранности, живой массе), но не выше первого класса (прародительское стадо) и второго (родительское стадо).

Птицу прародительского стада (за исключением индеек), происходящую от птицы классов элита и первого, оценивают первым классом, а происходящую от птицы второго класса – вторым, если она соответствует требованиям по основным и дополнительным признакам. Индейки прародительского стада, происходящие от птицы класса элита, могут быть отнесены к этому же классу. Птицу родительского стада всех видов, происходящую от птицы первого и второго классов, оценивают только вторым классом. Птицу, не соответствующую требованиям, оценивают вне класса (табл. 41).

Комплектование прародительских и родительских стад потомством от внеклассной птицы не проводится.

Данные, полученные при бонитировке птицы исходных линий, заносят в паспорт племенной птицы, который содержит формы для включения результатов бонитировки. Форма по итогам бонитировки птицы исходных линий представлена в таблице 42, по итогам бонитировки птицы прародительских и родительских стад – в таблицах 43, 44.

При несоответствии показателей по двум дополнительным признакам или одному основному и одному дополнительному признаку птицу оценивают вне класса. В этом случае яйца от птицы прародительского и родительского стад не используют для воспроизводства и реализуют как от небонитированной.

При несоответствии показателей по одному основному или двум дополнительным признакам птицу оценивают вне класса. Яйца от этой птицы реализуют для производства бройлеров.

В родительских и прародительских стадах кур яичного направления продуктивности петухов оценивают в возрасте 17 недель – по внешним половым признакам, а в 24 недели – по спермопродукции. Оставляют особей с хорошо развитыми вторичными половыми признаками – гребень, сережки, типичное телосложение, объемом эякулята не ниже 0,3 см³ и концентрации спермиев не ниже 3 млрд./см³

При комплектовании родительских и прародительских стад мясных кур петухов оценивают трижды:

1-я оценка – в период бонитировки в возрасте 5 недель по показателям: живая масса и экстерьер;

2-я оценка – при переводе молодняка в птичники для взрослого стада по показателям: живая масса, состояние ног и развитие вторичных половых признаков;

3-я оценка – при переводе поголовья во взрослое стадо в 25-26 недель. Оценивают по живой массе, оставляя особей со средней для данного стада, крепкими ногами и хорошо выраженными признаками для данной линии или родительской формы.

Для искусственного осеменения петухов оценивают по реакции на массаж, отбирая особей с объемом эякулята не ниже 0,2 см³ концентрацией спермиев не ниже 3,5 млрд. в 1 см³.

Таблица 28 – Минимальные требования по продуктивности кур исходных линий и

прародительских форм яичного направления для определения класса

Признаки	С белой скорлупой				С коричневой скорлупой
Признаки	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита-рекорд	элита	I класс	II класс
Основные признаки
Яйценоскость на начальную несушку (шт.) за период жизни, нед.:
40	112	107	101	91	112	107	101	91
45	143	138	132	122	143	138	132	122
68	275	270	260	255	274	269	259	254
Масса яиц (г) в возрасте, нед.:
35	59	58	58	57	60	60	59	59
52	62	62	61	61	63	63	62	62
Дополнительные признаки
Вывод цыплят, % (не ниже)	82	82	80	80	78	78	77	76
Сохранность молодняка до 17-недельного возраста, % (не ниже)	96	96	95	95	96	96	95	95
Живая масса 17-недельных молодок, кг	Не ниже 1,2 и не выше 1,4				Не ниже 1,3 и не выше 1,5

Таблица 29 – Минимальные требования к продуктивности яичных кур родительских форм для определения класса

Признаки	С белой скорлупой	С коричневой скорлупой
Признаки	II класс	II класс
Основные признаки
Яйценоскость на начальную несушку (шт.) за период жизни, нед.:
40	95	94
45	128	127
68	262	261
Масса яиц (г) в возрасте, нед.:
35	58	59
52	62	62
Дополнительные признаки
Вывод цыплят, % (не ниже)	80	78
Сохранность молодняка до 16-недельного возраста, % (не ниже)	96	96
Живая масса 16-недельных молодок, кг	1,2-1,4	1,3-1,5

Таблица 30 – Минимальные требования к продуктивности мясных кур исходных линий для определения класса

Признаки	Отцовская форма				Материнская форма
Признаки	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита-рекорд	элита	I класс	II класс
Основные признаки
Живая масса молодняка в 5 недель, г:
петушков	1850	1750	1650	1600	1500	1450	1400	1350
курочек	1570	1470	1370	1320	1310	1210	1160	1110
Яйценоскость кур на начальную несушку за период жизни, шт.:
34 недели жизни	30	30	30	30	45	40	35	35
60 недель жизни	90	90	90	90	140	135	130	130
Дополнительные признаки
Вывод цыплят, % (не ниже) Сохранность молодняка, % (не ниже):	70	70	70	70	78	76	75	75
1-5 недель	97	97	96	96	97	97	96	96
6-18 недель	97	97	97	97	97	97	97	97

Таблица 31 – Минимальные требования к продуктивности мясных кур прародительского и родительского стада

Бонитировочный класс по комплексу признаков	Основной признак – класс родителей	Дополнительные признаки
		живая масса молодняка, г			сохранность молодняка (%) за период
					1-5 нед.	6-18 нед.
1	2	3			4	5
Прародительское стадо
I	Элита рекорд, элита, I	В 5 недель: самцы отцовской формы отцовских линий 910 г и 710 г – материнской формы отцовской линии; самки материнской формы отцовской линии 770 г и 610 г –материнской формы материнской линии			Оба показателя соответствуют минимальным требованиям бонитировки исходных линий
I	Элита рекорд, элита	Ниже минимальных требований предыдущего класса не более чем на 10%			Оба показателя соответствуют минимальным требованиям бонитировки исходных линий
II	I	Ниже минимальных требований более чем на 10%			Оба показателя соответствуют минимальным требованиям бонитировки исходных линий
II	II	В 5 недель: самцы отцовской формы отцовских линий 910 г и 710 г – материнской формы отцовской линии; самки материнской формы отцовской линии 770 г и 610 г – материнской формы материнской линии			Оба показателя соответствуют минимальным требованиям бонитировки исходных линий
Продолжение таблицы 31
1	2		3	4
Родительское стадо
II	I II		В 5 недель: самцы – 900 г самки – 600 г	Оба показателя соответствуют минимальным требованиям бонитировки исходных линий
II	I II		то же то же	Оба показателя соответствуют минимальным требованиям бонитировки исходных линий
Вне класса	I II		Ниже минимальных требований по всем признакам

Таблица 32 – Минимальные требования по продуктивности уток для определения класса

Признаки	Линии пород домашних уток
	отцовские				материнские
	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита-рекорд	элита	I класс	II класс
Основные признаки
Живая масса птицы в 6-недельном возрасте*, кг:
самцов	3,3	3,1	3,0	2,8	3,1	3,0	2,9	2,8
самок	3,2	3,0	2,8	2,6	2,9	2,8	2,7	2,6
Яйценоскость за 6 месяцев первого цикла, шт.	120	115	110	100	140	135	125	120
Дополнительные признаки
Вывод утят, % (не ниже)	70	68	66	65	77	75	73	70
Сохранность утят, % (не ниже) за период, нед.:
до 6	97	97	97	95	97	97	97	96
7-24	98	98	98	97	98	98	98	96

*Примечание: при оценке уток в 5-недельном возрасте минимальные требования по живой массе снижаются на 20%, по сохранности повышаются на 0,5 %.

Таблица 33 – Минимальные требования к продуктивности мускусных уток для определения класса

Признаки	Отцовские линии				Материнские линии				Общепользовательные
Признаки	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита	I класс	II класс
Основные признаки
Живая масса, кг:
самцов – 11 недель	4,2	4,1	4,0	3,9	3,9	3,7	3,5	3,3	3,4	3,1	2,9
самок – 10 недель	2,4	2,3	2,1	2,0	2,2	2,0	1,9	1,8	1,8	1,6	1,5
Яйценоскость за 5 месяцев цикла, шт.	75	70	65	60	85	80	75	70	70	65	60
Дополнительные признаки
Вывод утят, %	50	50	50	50	57	57	57	57	55	55	55
Сохранность утят, %:
до 10 (11) недель	95	95	95	95	96	96	96	96	95	95	95
с 11 до 25 недель	97	97	97	97	98	98	98	98	98	98	98

Таблица 34 – Минимальные требования к продуктивности индеек исходных линий

Признаки	Материнская форма, легкий тип				Северокавказская порода, средний тип			Другие популяции
Признаки	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита	I класс	II класс	элита	I класс	II класс
Основные признаки
Живая масса, кг в 12 недель:
самцов	3,2	2,8	2,6	2,4	3,5	3,3	3,0	—	—	—
самок	2,5	2,2	2,0	1,8	2,5	2,3	2,0	—	—	—
в 16 недель:
самцов	4,8	4,5	4,1	3,7	5,1	4,6	4,3	4,8	4,3,	4,0
самок	3,4	3,2	3,0	2,8	3,7	3,5	3,2	3,6	3,4	3,0
Яйценоскость за 16 (20)* недель, шт.	90	90	80	70	60	60	55	60	60	55
Дополнительные признаки
Вывод индюшат, %	67	67	65	64	62	62	62	60	60	60
Сохранность индюшат, %:
до 12 недель	90	90	86	85	88	88	88	88	88	88
до 16 недель	88	88	85	84	85	85	85	85	85	85

*Примечание: яйценоскость (легкий и средний типы) – за 20 недель; тяжелый тип – за 16 недель.

Таблица 35 – Минимальные требования к продуктивности индеек для определения класса

Признаки	Белые широкогрудые
	отцовская форма								материнская форма
	тяжелый тип				средний тип				тяжелый тип				средний тип
	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита-рекорд	элита	I класс	II класс
Основные признаки
Живая масса, кг в 12 недель:
самцов	—	—	—	—	4,5	4,0	3,6	3,2	—	—	—	—	3,8	3,6	3,4	3,2
самок	—	—	—	—	3,6	3,3	3,0	2,8	—	—	—	—	2,9	2,6	2,4	2,2
в 16 недель:
самцов	8,0	7,5	7,0	6,5	6,2	5,5	5,2	4,8	6,0	5,6	5,3	5,0	5,0	4,6	4,2	4,0
самок	6,0	5,5	5,0	4,5	4,8	4,1	3,8	3,5	4,4	4,2	3,8	3,6	4,0	3,6	3,3	3,0
Яйценоскость за 16 (20) нед., шт.	45	45	42	40	55	50	45	45	60	60	55	50	80	75	70	70
Дополнительные признаки
Вывод индюшат, %	57	57	57	57	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60
Сохранность птицы, %:
до 12 недель	—	—	—	—	82	82	82	82	—	—	—	—	86	85	84	84
до 16 недель	78	78	78	78	80	80	80	80	82	82	81	80	85	83	82	82

Таблица 36 – Минимальные требования к продуктивности гусей для определения класса

Признаки	1 группа –и тяжелый тип*				2 группа – средний тип**				3 группа – легкий тип***
Признаки	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита-рекорд	элита	I класс	II класс
Основные признаки
Живая масса гусят в 9-недельном возрасте, кг:
самцов	4,5	4,3	4,1	3,9	4,1	3,9	3,8	3,7	3,7	3,7	3,6	3,6
самок	4,1	4,0	3,7	3,6	3,7	3,6	3,5	3,4	3,4	3,3	3,3	3,2
Яйценоскость за 4,5 мес. использования, шт.	35	33	30	25	50	48	40	35	65	60	55	50
Дополнительные признаки
Вывод гусят, % (не ниже)	62	61	60	60	70	67	65	65	70	70	70	70
Сохранность гусят до 9-недельного возраста, % (не ниже)	90	90	85	85	90	90	85	85	90	90	85	85

Примечание: *Тяжелый тип – Линдовская, Крупная серая, Холмогорския и др. породы.

**Средний тип – Арзамасская, Адлерская, Итальянская, Рейнская, Уральская белая, Уральская серая и др. породы.

***Легкий тип – Кубанская, Китайская и др. породы.

При оценке гусей в 10-недельном возрасте минимальные требования по живой массе увеличиваются на 10%.

Таблица 37 – Минимальные требования к продуктивности цесарок для определения класса

Признаки	Отцовские линии				Материнские линии
Признаки	элита-рекорд	элита	I класс	II класс	элита-рекорд	элита	I класс	II класс
Основные признаки
Живая масса в 12-недельном возрасте*, кг	1,10	1,00	0,95	0,93	0,95	0,90	0,85	0,80
Яйценоскость за 64 недели жизни, шт.	110	105	100	95	130	125	120	118
Дополнительные признаки
Вывод цесарок, %	60	60	55	50	65	60	55	50
Сохранность цесарок до 12-недельного возраста, % (не ниже)	95	95	94	93	95	95	95	93

*Примечание: при оценке цесарок в 13-недельном возрасте минимальные требования по живой массе увеличиваются на 10%.

Таблица 38 – Минимальные требования к продуктивности яичных пород перепелов*

Признаки	Элита рекорд	Элита	I класс	II класс
Основные признаки
Живая масса в 6 нед., г	150	145	140	135
Яйценоскость на несушку за 40 нед. жизни, шт.	215	210	205	200
Масса яиц в 10 нед., г	11,5	11,0	10,5	10,0
Дополнительные признаки
Вывод молодняка от заложенных яиц, %	70,0	68,0	67,0	66,0
Сохранность поголовья, %	96,0	95,8	95,6	95,4

*Примечание: яичные породы перепелов – Японская, Английские белые, Английские черные, Смокинговые.

Таблица 39 – Минимальные требования к продуктивности мясных пород перепелов*

Признаки	Элита рекорд	Элита	I класс	II класс
Основные признаки
Живая масса в 6 нед., г	225	220	215	210
Яйценоскость на несушку за 36 нед. жизни, шт.	170	165	160	155
Масса яиц в 10 нед., г	13,0	12,5	12,3	12,1
Дополнительные признаки
Вывод молодняка от заложенных яиц, %	70,0	68,0	66,0	64,0
Сохранность поголовья до 6 нед., %	96,0	95,0	94,5	94,0

*Примечание: мясные породы перепелов – Техасские белые, Фараон, Радонежские.

Таблица 40 – Определение класса по комплексу признаков птицы исходных линий всех видов

Бонитировочный класс по комплексу признаков	Класс по основным признакам		Класс по дополнительным признакам
Бонитировочный класс по комплексу признаков	яйценоскость (яичные куры), живая масса (мясная птица)	масса яиц (яичные куры), яйценоскость (мясная птица)	процент вывода молодняка	сохранность за первый период выращивания	сохранность за второй период выращивания	живая масса (яичные куры)
1	2	3	4	5	6	7
Элита-рекорд	Элита-рекорд	Элита-рекорд	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям
Элита	Элита	Элита	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям
Элита	Элита-рекорд	Элита, I	Допустимо отклонение только по одному из дополнительных признаков*
Элита	Элита	Элита-рекорд	При отклонении по двум или трем признакам птицу оценивают на класс ниже
I	I	I	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям
I	Элита-рекорд, элита	II	Допустимо отклонение только по одному из дополнительных признаков*
Продолжение таблицы 40
1	2	3	4	5	6	7
I	I	Элита-рекорд, элита	При отклонении по двум или трем признакам птицу оценивают на класс ниже
II	II	II	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям
II	II	Элита-рекорд, элита, I	Допустимо отклонение только по одному из дополнительных признаков*
II	I	I	При отклонении по двум или трем признакам птицу оценивают на класс ниже
II	Элита-рекорд, элита	Вне класса (не ниже II класса на 2-3 %)	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям	Соответствует минимальным требованиям

*Примечание: ниже минимальных требований: по выводу молодняка не более чем на 5 %, по сохранности – не более чем на 3%.

Таблица 41 – Определение класса кур, уток, гусей, индеек, цесарок и перепелов

прародительского и родительского стад

Бонитировочный класс по комплексу признаков	Основной признак – класс родителей		Дополнительные признаки
			сохранность молодняка птицы, % (табл. 28-39)	живая масса молодняка, г (табл. 28-39)
Прародительское стадо
I	Элита-рекорд, элита, I		Оба признака соответствуют минимальным требованиям бонитировки птицы исходных линий
II	I		Один из признаков ниже минимальных требований бонитировки птицы исходных линий
II	II		Оба признака соответствуют минимальным требованиям бонитировки птицы исходных линий
Родительское стадо
II	I II		Оба признака соответствуют минимальным требованиям бонитировки птицы исходных линий
Вне класса		II	Ниже минимальных требований бонитировки

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Паспорт племенной птицы исходных линий

Наименование хозяйства________________________________________________________________________________

Республика (край, область)______________________________________________________________________________

Район________________________________________________________________________________________________

Вид птицы____________________________________________________________________________________________

Дата бонитировки_______________________________________________________________________20___года

Таблица 42 – Показатели бонитировки птицы исходных линий кур, уток, гусей, индеек,

цесарок, перепелов (подчеркнуть) за 20___ год

№ птичника, назначение стада (селекционное, испытатель, множитель)	Порода, кросс	Линия	Возраст птицы, недель	Кол-во птицы, голов		Живая масса птицы (г) в возрасте __нед.	Яйценоскость (%) на несушку за период____нед.^*	Масса яиц (г) в возрасте____нед.	Сохранность поголовья (%) при выращивании до ____нед.	Вывод от заложенных яиц, %	Класс по основным признакам			Класс по дополнительным признакам				Класс по комплексу признаков
				самцы	самки						живая масса	яценоскость	масса яиц	вывод молодняка	сохранность молодняка за период		живая масса молодок (яичных)
															1	2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19

*Примечание: по курам на начальную несушку.

Председатель комиссии:

Члены комиссии:

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Паспорт племенной птицы прародительских и родительских форм

Наименование хозяйства________________________________________________________________________________

Республика (край, область)______________________________________________________________________________

Район________________________________________________________________________________________________

Вид птицы____________________________________________________________________________________________

Дата бонитировки_______________________________________________________________________20__года

Таблица 43 – Показатели бонитировки птицы прародительских и родительских стад кур, уток, гусей, индеек,

цесарок, перепелов (подчеркнуть) за 20___год

№ птичника	Порода, кросс	Прародительское стадо	Родительское стадо	Возраст птицы, нед.	Пробонитировано птицы, голов		Живая масса и возраст молодняка ^*		Сохранность молодняка				Класс родителей				Класс бонитируемой птицы по комплексу признаков
№ птичника	Порода, кросс	Прародительское стадо	Родительское стадо	Возраст птицы, нед.	самцы	самки	г	нед.	за период	%	за период	%	Элита-рекорд	Элита	I	II	Класс бонитируемой птицы по комплексу признаков
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18

*Примечание: при бонитировке яичных кур живая масса принимается в соответствии с минимальными требованиями молодок.

Председатель комиссии:

Члены комиссии:

Таблица 44 – Итоги бонитировки птицы (пример заполнения формы)

Республика______________________________

Вид

птицы, кросс, порода

Исходные линии прародительских и родительских форм

Поголовье птицы, всего

В том числе по классам

элита-рекорд

элита

вне класса

тыс. гол.

Утки кросса «Агидель 345»

Исходные линии:

А3

А4

А5

Прародительское стадо

Родительское стадо

2.10 Экономическая оценка племенной ценности
сельскохозяйственной птицы и селекционного
достижения в птицеводстве

В Госреестре селекционных достижений, допущенных к использованию, указаны породы, породные группы, линии и кроссы птицы, прошедшие специальные испытания на отличимость, стабильность и однородность. Так, в 2019 г. в данном документе обозначено 398 селекционных достижений в птицеводстве, в том числе 99 пород, 136 линий, 163 кросса (таблица 45).

Таблица 45 – Породы, кроссы и линии птицы, включенные в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию

Вид птицы	Всего	В том числе			Новых	Охраняемых
Вид птицы	Всего	порода	кросс	линия	Новых	Охраняемых
Гуси	27	27	0	0	—	3
Индейки	25	7	10	8	—	4
Куры	312	54	117	141	5	21
Перепела	4	4	0	0	2	2
Утки	26	3	9	14	—	16
Цесарки	4	4	0	0	—	—
Всего	398	99	136	163	7	46

Увеличение числа новых пород, линий и кроссов птицы зависит в большей степени от достигнутых результатов селекционно-племенной работы. Важное значение для птицеводческой отрасли имеет достоверная оценка динамики качественных показателей создаваемой и внедряемой в реальное производство птицы. В то же время требуют совершенствования существующие в настоящее время подходы к оценке селекционного достижения.

Актуальность разработки методики оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы и селекционного достижения в птицеводстве усиливается тем, что формируется сеть селекционно-генетических центров, одной из основных задач которой является создание конкурентоспособной птицы на отечественном рынке посредством ее сравнительной оценки.

Методика включает основные критерии оценки племенной ценности и селекционного достижения в птицеводстве, алгоритмы их расчета, перечень показателей и условия проведения сравнительной оценки.

В птицеводстве существуют следующие подходы к оценке племенной ценности и селекционного достижения:

— по зоотехническим показателям (продуктивности, сохранности, воспроизводительным качествам, затратам корма на единицу продукции, срокам выращивания и др.). Европейский фактор эффективности (индекс продуктивности) выступает обобщающим показателем представленной оценки. Достоинство данного подхода состоит в наглядности реализации наивысшего селекционного эффекта по намеченным зоотехническим (биологическим) параметрам. При этом трудность сравнительной оценки разных селекционных достижений заключается в их несопоставимости и неоднородности. Единицей прибыли не являются такие параметры технологической (зоотехнической) эффективности как среднесуточный прирост, жизнеспособность, конверсия корма, сроки выращивания;

— по результатам экспертной оценки, при которой некоторым хозяйственным и биологическим критериям присваивается определенный ранг или балл, а затем они суммируются и выводится общий. Конечным этапом при выборе предпочтительного селекционного достижения является максимальная сумма баллов. Положительной стороной этого подхода выступает возможность получения суммированной оценки разнородных критериев. Однако на объективность и точность применяемой балльной оценки существенное влияние оказывает квалификация экспертной группы;

— экономическая оценка по значению показателя «прибыль на 1 м² полезной площади пола» за период выращивания. Структурной единицей продуктивности и эффективности в птицеводстве является птичник, а не птица, как биологический объект. Это наиболее объективная оценка, позволяющая преобразовать различные зоотехнические показатели в один экономический. Преимущества данного критерия снижает его абсолютная величина. В то же время наиболее оптимальным критерием сравнительной оценки технологического оборудования, применяемого при выращивании птицы, является прибыль с единицы полезной площади пола.

Исследование подходов к оценке селекционного достижения позволило их обобщить и в качестве единого комплексного критерия выделить коэффициент селекционного достижения, который определяют путем умножения двух обобщающих коэффициентов, характеризующих экономическую и профессионально-экспертную оценку.

Расчет коэффициента селекционного достижения предполагает определенную этапность и дифференцирован по яичной и мясной птице.

Этап 1

На данном этапе зоотехнические показатели трансформируются в единый обобщающий экономический критерий. Известно, что при проведении сравнительных испытаний в зарубежных странах в оценку селекционного достижения сельскохозяйственных животных положена степень их доходности.

В птицеводстве результативность производства продукции формируется исходя из продуктивных качеств гибридов и воспроизводительных способностей родительского поголовья. Следовательно, оценка селекционного достижения предполагает оценку промышленного гибрида и родительских форм. Одновременно эффект от селекционного достижения складывается из стоимости основной и побочной продукции, а также затрат на всех стадиях воспроизводства птицы (исходные линии, прародительское и родительское стада, промышленный гибрид).

В качестве критерия экономической оценки селекционного достижения принят коэффициент рентабельности за период содержания в расчете на условное поголовье. Наряду с общей оценкой селекционного достижения возникает необходимость в такой оценке гибрида или родительских форм выборочно по отдельным стадиям. Критерием оценки в данном варианте для конечных гибридов может выступать коэффициент рентабельности на начальную несушку (для яичной птицы), на суточного бройлера (для мясной птицы), коэффициент рентабельности на начальную несушку родительского стада. Родительские формы целесообразно оценивать совокупно с точки зрения их воспроизводительных способностей, характеризующихся себестоимостью суточного молодняка, и с точки зрения продуктивности полученных гибридов, определяемой показателями их выращивания и ценой реализации.

Составляющими элементами обобщающего показателя экономической оценки является прибыль и расходы на всех этапах создания промышленного гибрида (прародительское, родительское, промышленное стадо, исходные линии с учетом содержания молодняка за период выращивания).

Алгоритм их расчета предполагает определенную последовательность:

Шаг 1. Определение количества голов птицы каждой группы на всем учитываемом уровне воспроизводства в расчете на условное поголовье финальных гибридов.

Шаг 2. Расчет выручки по каждому стаду.

Расчет проводится по единой схеме для всех стад (кроме промышленного стада).

Выручка определяется от реализации всех видов получаемой продукции (мясо выбракованного молодняка и взрослой птицы, не пригодные для инкубации яйца, продукция от промышленных гибридов).

Выручка от выбраковки птицы в расчетах не учитывается, так как она при конкурентных испытаниях птицы и ее сравнительной оценки не допускается.

Промышленное стадо

Родительское стадо (прародительское стадо, исходные линии)

Шаг 3. Расчет издержек на всех этапах создания промышленного гибрида.

Промышленное стадо

Родительское стадо (прародительское стадо, исходные линии)

Издержки на инкубационные яйца для последнего (по нисходящей) учитываемого этапа воспроизводства птицы (например, для получения исходных линий):

(11)

Шаг 4. Расчет прибыли на всех стадиях создания промышленного гибрида (курицы-несушки).

где цена реализации 1 кг яичной массы (константа), руб.;

m – средняя масса одного яйца от несушек промышленного стада, кг;

n – яйценоскость на одну начальную несушку промышленного стада, шт.;

c_k – цена 1 ц корма, скормленного несушкам промышленного стада (константа), руб.;

k – затраты корма на одну несушку, ц;

з – затраты, кроме стоимости кормов на 1 несушку (в одинаковых условиях сравнительной оценки их величина является константой для всей оцениваемой птицы), руб.,

c^’_k – стоимость 1 кг корма, потраченного на выращивание молодок для промышленного стада, руб.;

k^’ – затраты корма на одну молодку, переведенную в промышленное стадо, кг;

з^’ – затраты на выращивание одной молодки, переведенной в промышленное стадо, исключая цену кормов, руб.;

c – средняя цена реализации 1 кг мяса (руб.), рассчитанная по формуле (3);

p – средняя масса выбракованной тушки, кг;

g – сохранность взрослого поголовья птицы, доля (процент сохранности делится на 100);

N – начальное поголовье несушек промышленного стада, гол.;

Таким образом, в первой квадратной скобке осуществляется расчет дохода на одну начальную несушку промышленного стада за период выращивания. Данная часть формулы характеризует продуктивные качества промышленного гибрида.

Во второй квадратной скобке рассчитываются затраты на одну начальную несушку родительского стада (прародительского стада, исходных линий) за период выращивания с учетом затрат на петухов.

Затраты на весь шлейф, предшествующий промышленному гибриду, определяют путем умножения расходов на всех стадиях воспроизводства птицы на поголовье начальных несушек и их суммирования.

Шаг 5. Расчет коэффициента рентабельности селекционного достижения:

(13)

Мясная птица

Шаг 1. Расчет поголовья каждой группы птицы на всех учитываемых этапах ее воспроизводства.

Шаг 2. Определение выручки на всех стадиях воспроизводства птицы.

Бройлеры

Выручка от реализации забитых бройлеров:

(14)

где с – средняя цена продажи 1 кг товарных бройлеров, руб.;

– средняя масса товарного бройлера, кг.

Родительское стадо (прародительское стадо, исходные линии)

Выручка от реализации мяса взрослой птицы:

(15)

Выручка от реализации ремонтного молодняка по результатам бонитировки:

Шаг 3. Расчет затрат на каждом уровне воспроизводства стада.

Бройлеры

Затраты на содержание одного бройлера

Родительское стадо (прародительское стадо, исходные линии)

Затраты на содержание i-го стада:

Шаг 4. Расчет прибыли на всех стадиях создания промышленного гибрида (бройлеров).

В первой части формулы отображен доход, полученный от продажи товарных бройлеров, во второй части – сумма и выручек на каждом уровне воспроизводства стада. В данном случае также учитываются результаты выращивания на мясо выбракованных курочек (от отцовских форм) и петушков (от материнских форм).

Шаг 5. Расчет коэффициента рентабельности селекционного достижения.

Этап 2

Экспертная оценка селекционного достижения по специфическим параметрам, которые сложно оценить количественно

В соответствии с экспертной оценкой предусматривается ряд последовательных шагов.

Шаг 1. Выбор группы независимых экспертов из числа ведущих специалистов данной области знаний в количестве 3-5 человек.

Шаг 2. Установление специфичных критериев оценки селекционного достижения, охватывающих такие ключевые аспекты как:

– возрастная аутосексность, которая определяется по доступности, скорости и точности сексирования;

– типизированность птицы по экстерьерным и интерьерным признакам птицы и качественным параметрам получаемой продукции;

– технологическая универсальность, предполагающая адаптированность птицы к различным условиям содержания (пол, клетка, и др.);

– поведенческая реакция птицы на изменение условий содержания и кормление птицы.

Шаг 3. Оценка выбранных критериев.

Каждый критерий, представленный экспертам, оценивается по шкале от одного до пяти баллов.

Кроме того, определяется относительная значимость критериев посредством установления весовых коэффициентов (от 0 до 1). Реализация данной процедуры предусматривает итоговую индивидуальную оценку отобранных критериев с учетом весовой значимости каждого из них и определенных каждым экспертом в баллах.

Шаг 4. Определение консолидированного критерия селекционного достижения. Расчет осуществляется по следующей формуле:

Схема расчета экспертного консолидированного критерия селекционного достижения представлена в таблице 46.

Таблица 46 – Оценка экспертного консолидированного критерия

селекционного достижения

Критерий	Весовой коэффициент	Экспертная оценка в баллах				Индивидуальная экспертная оценка				экспертный консолидированный критерий
		эксперты			ИТОГО	эксперты			ИТОГО
		1	2	3		1	2	3	ИТОГО
		1	2	3		гр. 2 × гр. 3	гр. 2 × гр. 4	гр. 2 × гр. 5	∑ гр. 7, 8, 9	∑ гр. 10 / ∑ гр. 6
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1. Аутосексность
2. Типизированность
3. Технологическая универсальность
4. Поведенческая реакция на изменение условий содержания и кормления
ИТОГО	1,0

Этап 3.

На третьем этапе определяется интегральный критерий селекционного достижении:

Таким образом, предлагаемая методика оценки селекционного достижения универсальна и может быть адаптирована в программный продукт. Ее реализация в большей мере зависит от чистоты осуществления сравнительной оценки по технологии содержания и кормлению птицы. Это исключает элемент случайности и позволяет выявить птицу с наиболее устойчивыми к внешним условиям продуктивными и воспроизводительными качествами. Поэтому отечественные зоотехники-селекционеры должны осуществлять улучшение генетического потенциала птицы в комплексе с оптимизацией условий кормления и содержания. Использование предлагаемой методики компетентными специалистами позволит повысить достоверность оценки при выявлении преимущественного селекционного достижения в птицеводстве.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В плане последовательного увеличения производства продукции птицеводства важная роль отводится повышению количественных и качественных показателей птицы, ее жизнеспособности и сохранности. Прогресс развития отрасли птицеводства России на перспективу требует разработки и внедрения инновационных методов в области генетики, селекции, технологии, инкубации, кормления птицы, переработки и ветеринарного обеспечения для повышения экономической эффективности отрасли.

В настоящее время в Российской Федерации с целью повышения конкурентоспособности птицеводства проводятся мероприятия, направленные на улучшение организации племенного дела путем создания системы специализированных, технически хорошо оборудованных селекционно-генетических центров, племзаводов и репродукторов, находящихся в тесной взаимосвязи, как между собой, так и с товарными предприятиями.

В связи с изменением продуктивных качеств мясных и яичных кур, гусей, уток, индеек, цесарок нами были проведены исследования и определены параметры и возраст оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы.

В основу исследований был заложен методический подход – как основа построения и реализации системы комплексной оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы. Разработку методических подходов по порядку и условиям оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы осуществляли путем проведения экспериментов и анализа данных к аттестации материалов продуктивности птицы племенных хозяйств разных видов, находящихся в различных регионах Российской Федерации. Были проанализированы данные по оценке поголовья племенной птицы разных видов (куры — мясные, яичные, мясо-яичные, утки, гуси, индейки, цесарки, перепела) численностью более 500 тыс. голов. Нормативные показатели оцениваемых признаков определялись путем анализа первичных данных племенных хозяйств за последние 2-3 года оценки того или иного признака, а также опытным путем. Кроме того, при оценке основных признаков, характеризующих племенную ценность конкретного вида сельскохозяйственной птицы, использовались информационные материалы отечественных и зарубежных фирм, работающих на отечественном рынке племенной продукции, а также обобщенные данные источников литературы по теме исследования за последние 3-4 года.

Разработаны минимальные требования к продуктивности различных видов сельскохозяйственной птицы для определения класса (кур исходных линий и прародительских форм яичного направления; яичных кур родительских форм; мясных кур исходных линий; мясных кур прародительского и родительского стада; пород, линий, родительских форм уток; мускусных уток; индеек исходных линий; индеек белой широкогрудой породы и генофондных пород; гусей различных пород (тяжелого, среднего и легкого типов); цесарок.

В результате проведенных экспериментальных исследований разработаны нормативы оценки молодняка и взрослых перепелов яичных и мясных пород для определения классности: элита-рекорд, элита, I класс, II класс (нормативы по данному виду птицы ранее отсутствовали).

Разработана шкала для определения класса по комплексу признаков птицы исходных линий всех видов, а также шкала для определения класса кур, уток, гусей, индеек, цесарок и перепелов прародительского и родительского стад.

Разработаны общие требования к бонитировке селекционного стада птицы всех видов, а также к бонитировке птицы всех видов прародительского и родительского стад.

Разработаны требования при бонитировке птицы общепользовательных пород и генофондных стад всех видов птицы.

Применение разработанных нормативов позволило увеличить продуктивные и воспроизводительные качества племенной и товарной птицы в среднем на 3-5% за счет объективной оценки (и соответственно отбора) племенной птицы в селекционных центрах, племенных заводах и репродукторных хозяйствах.

Внедрение в производство усовершенствованных приемов оценки и, соответственно, отбор сельскохозяйственной птицы обеспечило повышение продуктивности следующих видов, пород и кроссов птицы:

— яичного кросса СП 789 в СГЦ «Загорское ЭПХ» на 3,5% (акт внедрения от 22.11.2019 г.);

— цесарок – на 2,7%, перепелов – 2,9%, кур общепользовательных пород – 2,6-4,1% в ООО «Генофонд» (акт внедрения от 19.11.2019 г.);

— родительского стада мясных кур кросса «Росс-308» в АО АПК «Орловская Нива» – на 3,7% (акт внедрения от 27.11.2019 г.);

— гусей уральской белой породы на 3,12%, гусей уральской серой породы – 4,05%; уток кросса «БЦ 12» – 3,85% и кросса «Агидель 34» – 4,71% в ООО ППЗ «Благоварский» (акт внедрения от 31.10.2019 г.);

— гусей линдовской породы в ООО «Вурнарец» – на 3,75% (акт внедрения от 02.11.2019 г.).

По результатам исследований разработаны методические рекомендации по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы. Обобщение данных о бонитировке и информированность заинтересованных лиц о ее результатах являются стимулом для эффективного использования высокоценных племенных животных.

Предложена методика экономической оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы и селекционного достижения в птицеводстве Актуальность данной методики усиливается тем, что формируется сеть селекционно-генетических центров, одной из основных задач которой является создание конкурентоспособной птицы на отечественном рынке посредством ее сравнительной оценки. Методика включает основные критерии оценки племенной ценности и селекционного достижения в птицеводстве, алгоритмы их расчета, перечень показателей и условия проведения сравнительной оценки. Предлагаемая методика оценки селекционного достижения универсальна и может быть адаптирована в программный продукт. Ее реализация в большей мере зависит от чистоты осуществления сравнительной оценки по технологии содержания и кормлению птицы. Это исключает элемент случайности и позволяет выявить птицу с наиболее устойчивыми к внешним условиям продуктивными и воспроизводительными качествами. Поэтому отечественные зоотехники-селекционеры должны осуществлять улучшение генетического потенциала птицы в комплексе с оптимизацией условий кормления и содержания. Использование предлагаемой методики компетентными специалистами позволит повысить достоверность оценки при выявлении преимущественного селекционного достижения в птицеводстве.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Царенко П. Эволюция куриного яйца / П. Царенко, Л. Васильева // Животноводство России. – 2009. – № 9. – С. 21-22.
Штеле А.Л. Биологические и зоотехнические факторы образования полноценных яиц / А.Л. Штеле // Птицеводство. – 2011. – № 9. – С. 19-24.
Буяров А.В. Формирование конкурентоспособной базы отечественного племенного птицеводства / А.В. Буяров, В.С. Буяров // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2018. – № 3. – С. 105-111.
Бобылева Г.А. Направления, определяющие развитие птицеводства на ближайшую перспективу/ Г.А. Бобылева // Птица и птицепродукты. – 2017. – № 3. – С. 22-25.
Современные мясные и яичные кроссы кур: зоотехнические и экономические аспекты / В.С. Буяров, И.В. Червонова, А.В. Буяров, Н.А. Алдобаева // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. – 2018. – № 2 (57). – С. 88-99.
Племенная работа в птицеводстве / Я.С. Ройтер, А.В. Егорова, Е.С. Устинова и др.; под общ. ред. В.И. Фисинина и Я.С. Ройтера. – Сергиев Посад: ГНУ ВНИТИП, 2011. – 255 с.
Правила в области племенного животноводства «Виды организаций, осуществляющих деятельность в области племенного животноводства». – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019. – 64 с.
Промышленное птицеводство / В.И. Фисинин, Я.С. Ройтер, А.В. Егорова и др.; под общ. ред. В.И. Фисинина. 6-е издание переработанное и дополненное. – Сергиев Посад, ФГБНУ ВНИТИП, 2016. – 534 с.
Егорова А.В. Аутосексная материнская родительская форма мясных кур селекционно-генетического центра «Смена» / А.В. Егорова, Д.Н. Ефимов, Ж.В. Емануйлова // Птицеводство. – 2019. – № 5. – С. 8-13.
Два новых аутосексный кросса / А. Грачев, Т. Хмельницкая, В. Пивень, А. Безусова // Птицеводство. – 2003. – № 2. – С. 13-16.
Новый кросс «Пачелма» / А. Митронин, Р. Янборисов, Г. Павлуткина и др. // Птицеводство. – 2007. – № 7. – С. 5-6.
Solomon S.E. Egg and eggshell quality / S.E. Solomon. – Aylesburu, England: Wolfe Publishing Ltd, 1991. – 149 p.
Руководство по выращиванию и содержанию несушек «Иса Браун». – 1994.
Flock D.K., Preisinger R. Selection for efficiency of egg production breeders view / D.K. Flock, R. Preisinger // Proceedings of the 12-th International symposium correct problems in avian genetics. – Prague, 1997. – P. 112-119.
Дядичкина Л.Ф. Инкубация яиц сельскохозяйственной птицы / Л.Ф. Дядичкина // Промышленное птицеводство, гл. 2. – Сергиев Посад, 2005. – С. 69-79.
Свиридова С.Н. Совершенствование птицы аутосексного кросса яичных кур «Беларусь А» / С.Н. Свиридова, В.С. Махнач // IX съезд Белорусского общества генетиков и селекционеров. – Минск, 2007. – С. 203.
Грачев А.К. Руководство по работе с птицей кросса «Хайсекс браун» / А.К. Грачев. – Екатеринбург: ППЗ «Свердловский», 2011. – 84 с.
Goraga Z.S. Quantitative trait loci segregating in crosses between New Hampshire and White Leghorn chicken lines: I. egg production traits / Z.S. Goraga, M.K. Nassar, G.A. Brockmann // Animal Genetics. – 2012. – Vol. 43. – P. 183-189.
Гордеева Т.И. Тенденции мирового племенного птицеводств / Т.И. Гордеева // Животноводство России. – 2011. – № 10. – С. 2-5.
Фисинин В.И. Птицеводство в России и мире: состояние и вызовы будущего / В.И. Фисинин // Животноводство России. – 2013. – № 6. – С. 2-4.
Hoffmann I. Climate change and the characterization, breeding and conservation of animal genetic resources / I. Hoffmann // Animal Genetics. – 2010. – Vol. 41. – P. 32-46.
Experimental population design for estimation of dominant molecular marker effect on egg-production traits / M.G. Kaiser, N. Lakshmanan, J.A. Arthur, N.P. O’Sullivan, S.J. Lamont // Animal Genetics. – 2003. – Vol. 34. – P. 334-338.
Грачев А.К. Рекомендации по работе с аутосексным четырехлинейным кроссом «Родонит 3» / А.К. Грачев. – Кашино, ППЗ «Свердловский», 2010. – 100 с.
Пахомова Т.И. Яичные кроссы «УК Кубань»: достижения и особенности селекции / Т.И. Пахомова, М.Н. Джолова, И.Л. Гальперн // Птицеводство. – 2010. – № 4. – С. 13-16.
Пахомова Т.И. Кроссы «УК Кубань-7» не уступают импортным / Т.И. Пахомова, М.Н. Джолова, И.Л. Гальперн // Птицеводство. – 2010. – № 2. – С. 21-23.
Наставления по сохранности и использованию биоресурсной коллекции сельскохозяйственной птицы /Я.С. Ройтер, А.В. Егорова, Л.Г. Егорова и др. – Сергиев Посад: Изд-во ООО «Лика», 2018. – 130 с.
Отечественные породы и популяции кур / О. Юрченко, А. Макарова, И. Карпухина, А. Вахромеев // Животноводство России. – 2019. – Тематический выпуск. – С. 7-9.
Кравченко Н. Племенное птицеводство России / Н. Кравченко, В. Онисовец, М. Аннекова // Птицеводство. – 2004. – № 2. – С. 7-10.
Mapping quantitative trait loci for egg production traits in an F2 intercross of Oh-Shamo and White Leghorn chickens / T. Goto, A. Ishikawa, S. Onitsuka et al. // Animal Genetics. – 2011. – Vol. 42. – P. 634-641.
Flock D. Poultry breeding − the next 25 years / D. Flock // World Poultry. – 2009. – Vol. 5. – N 1. – P. 22-23.
Хайсекс Уайт. Руководство по клеточному содержанию. – 32 с.
Декалб Уайт. Руководство по клеточному содержанию. – 32 с.
Селекционно-генетические методы и программы выведения новых линий и создания конкурентоспособных кроссов яичных и мясных кур / И.Л. Гальперн, В.В. Синичкин, О.И. Станишевская, А.Г. Бычаев. – СПб., 2010. – 164 с.
Гальперн И.Л. Пути повышения генетического потенциала яичной продуктивности современных промышленных кроссов кур / И.Л. Гальперн // Актуальные проблемы генетики, селекции и воспроизводства сельскохозяйственных животных: сб. науч. тр. – СПб., Павловск, 2011. – С. 15-20.
Спиридонов И.П. Селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственной птицы от А до Я / И.П. Спиридонов, А.Б. Дымков, А.Б. Мальцев // Энциклопедический словарь-справочник, том 2. – Омск, 2018. – 583 с.
Спиридонов И.П. Селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственной птицы от А до Я / И.П. Спиридонов, А.Б. Дымков, А.Б. Мальцев // Энциклопедический словарь, том 1. – Омск, 2018. – 679 с.
Коваленко А.Т. Повышение качества яиц кур селекционными и технологическими приемами / А.Т. Коваленко // Птицефабрика. – 2006. – № 4. – С. 40-46.
Бониц В. Эффективное производство яиц − каждому рынку подходящую несушку / В. Бониц // Инновационные решения в яичном птицеводстве: материалы международной конф. – Кубанский ГАУ, ОАО ППЗ «Лабинский» – Геленджик, 2007. – С. 103-107.
Адаптивная ресурсосберегающая технология производства яиц: монография / В.И. Фисинин и др.; под общ. ред. В.И. Фисинина и А.Ш. Кавтарашвили. – Сергиев Посад: Изд-во ВНИТИП. – 2016. – 351 с.
Фисинин В.И. Мировое и Российское птицеводство: реалии и вызовы будущего: монография / В.И. Фисинин. – М., 2019. – 469 с.
Штеле А.Л. Образование биологически полноценных яиц и продуктивность кур яичных кроссов / А.Л. Штеле // Птица и птицепродукты. – 2011. – № 6. – С. 19-23.
Cherepanov S.V. A method of selection of Layers for improvement of feed conversion efficiency, egg performance and duration of laying period / S.V. Cherepanov, I.L. Galpern // Proceedings «The Potential for Poultry Production in Developing Countries». – Turkey, Antalya, 2015. – P. 183-184.
Кавтарашвили А.Ш. Возможные решения проблемы качества скорлупы яиц на птицефабриках / А.Ш. Кавтарашвили, Ш.А. Имангулов, Т.М. Околелова // Птица и птицепродукты. – 2003. – № 4. – С. 22-25.
Гальперн И.Л. Методы оценки и отбора яичных кур при селекции на повышение конверсии корма / И.Л. Гальперн // Птицеводство. – 2018. – № 9. – С. 5-8.
Dunn I.C. Long life layer, genetic and physiological limitations to extend the laying period / I.C. Dunn // 19-th European Symposium on Poultry Nutrition. – Germany, Potsdam, 2013. – 9 p.
Hyline International (2014) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.hyline.com/UserDocs/Pages/PUB_INVEST_ENG.pdf. (дата обращения 20.04.2019).
Буяров В.С. Достижения в современном птицеводстве: исследования и инновации: монография / В.С. Буяров, А.Ш. Кавтарашвили, А.В. Буяров. – Орел: Изд-во ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, 2017. – 238 с.
O’Sullivan N.P. What are the egg traits that further sustainable production? / N.P. O’Sullivan // International Poultry Production. – 2009. – Vol. 17(6). – P. 15-16.
Bain M.M. Increasing persistency in lay and stabilising egg quality in longer laying cycles. What are the challenges? / M.M. Bain, Y. Nys, I.C. Dunn // British Poultry Science. – 2016. – Vol. 57(3). – P. 330-338.
Arthur J.A. Breeding chickens to meet egg quality needs / J.A. Arthur, N. O’sullivan // International Hatchery Practice. – 2005. – Vol. 19. – P. 7-9.
Dunn I.C. Poultry breeding for egg quality: traditional and modern genetic approaches / I.C. Dunn // Improving the Safety of Eggs and Egg Products: Egg Chemistry, Production and Consumption. – Cambridge: Woodhead Publishing Ltd, 2011. – Vol. 1. – P. 245-260.
Curtis P.A. Impact of strain on egg quality composition during a single production cycle / P.A. Curtis, L.K. Kerth, K.E. Anderson // Poultry Science. – 2005. – Vol. 84. – P. 78-78.
Царенко П.П. Повышение качества продукции птицеводства: пищевые и инкубационные яйца / П.П. Царенко. – Л.: Агропромиздат, 1988. – 240 c.
Оценка племенных качеств сельскохозяйственной птицы яичного направления продуктивности (обзор) / В.С. Буяров, Я.С. Ройтер, А.Ш. Кавтарашвили, И.В. Червонова, А.В. Буяров // Вестник аграрной науки. – 2019. – № 4. (79). – С. 46-55.
Фисинин В.И. Птицеводство России – стратегия инновационного развития / В.И. Фисинин. – М.: РАСХН: ВНИТИПП, 2009. – С. 64-65.
Селекционно-племенная работа в птицеводстве / Я.С. Ройтер, А.В. Егорова, А.П. Коноплева и др.; под общ. ред. В.И. Фисинина и Я.С. Ройтера. – Сергиев Посад: ФГБНУ ВНИТИП, 2016. – 287 с.
Барчо М.Х. Эффективность организации селекционно-племенной работы как важнейший фактор модернизации производства / М.Х. Барчо // Экономика, труд, управление в сельском хозяйстве. – 2019. – № 3 (48). – С. 113-117.
Гальперн И.Л. Селекционно-генетические проблемы развития яичного и мясного птицеводства в 21 веке / И.Л. Гальперн // Генетика и разведение животных. – 2015. – № 3. – С. 22-29.
Munri D.P. Genetic and phenotypic variability of the performance of white leghorn strait / D.P. Munri, G.S. Schimdt, M.L. Giannoni // Ars. vet. – 1999. – N 1. – P. 15-20.
Ключникова В.Н. Генотипические и фенотипические методы и приемы селекции при создании линий и кроссов яичных кур: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / В.Н. Ключникова. – Сергиев Посад, 2004. – 26 с.
Инструкция по комплексной оценке племенных качеств сельскохозяйственной птицы (яичные и мясные куры, гуси, утки, индейки, цесарки) / Под общей ред. В.И. Фисинина, Я.С. Ройтера. – Сергиев Посад, 2007. – 28 с.
Боголюбский С.И. Селекция сельскохозяйственной птицы / С.И. Боголюбский. – М.: Агропромиздат, 1991. – 285 с.
Орлов М.В. Разведение кур / М.В. Орлов, Э.К. Силин. – М.: Колос, 1981. – 269 с.
Орлов М. Ступенчатый отбор яичных кур / М. Орлов // Научно-производственный опыт в птицеводстве: Экспресс − информация. ВНИТИП. – М., 1980. – № 1. – С. 3-4.
Poggenpoel D.G. Two-way selection for egg albumen quality / D.G. Poggenpoel // Proceedings of the 10^thEuropean Poultry Conf. – Jerusalem, 1998. – P. 64.
Functional genomics in chicken (Gallus gallus) – status and implications in poultry / S. Dhanasekaran, T.K. Bhattacharya, R.N. Chatterjee, Ch. Paswan, K. Dyushanth // World’s Poultry Science Journal. – 2014. – Vol. 70. – № 1 – P. 45-56.
Селекция по маркерным генам / Я. Ройтер, А. Егорова, А. Севастьянова, Н. Гусева, А. Александров, О. Амелина, Е. Бурмистрова // Животноводство России. – 2010. – № 8. – С. 19-22.
Wong G.K. A genetic variation map for chicken with 2.8 million single nucleotide polymorphisms / G.K. Wong // Nature 432. – 2004. – Р. 717-722.
Сазонов А.А. Молекулярная организация генома птиц / А.А. Сазонов. – СПб.: ЛГУ им. А.С. Пушкина, 2010. – 108 с.
Cahyadi M. Quantitative trait loci and candidate genes for the economic traits in meat-type chicken / M. Cahyadi, C. Jo, J.H. Lee // World’s Poultry Science Journal. – 2014. – Vol. 70. – № 2. – P. 329-341.
Considering genotype by environment interaction for selection of laying hens / D.C. Pintado, W. Icken, M. Schmutz, R. Preisinger (Lohmann) // XXII Latin American Poultry Congress. – Argentina, Buenos Aires, 2011.
Wolc A. Understanding genomic selection in poultry breeding / A. Wolc // World’s Poultry Science Journal. – 2014. – Vol. 70. – № 2– P. 309-314.
Future trends for poultry genetic resources / B. Besbes, M. Tixier-Boichard, I. Hoffmann, G.L Jain // Proceedings of the International Conference Poultry in the Twenty-first Century: avian influenza and beyond. – Thailand, At Bangkok, 2007. – 525 р.
Tuyttens F. Broiler production in Flanders, Belgium: current situation and producer’s opinions about animal welfare / F. Tuyttens, F. Vanhonacker, W. Verbeke // World’s Poultry Science Journal. – 2014. – № 2. – Vol. 70. – P. 343-354.
Фисинин В.И. Стратегические тенденции развития мирового и отечественного птицеводства / В.И. Фисинин // Птица и птицепродукты. – 2004. – № 2. – С. 7−10.
Гальперн И.Л. Повышение генетического прогресса при создании кроссов кур / И.Л. Гальперн // Зоотехния. – 2000. – № 8. – С. 22-24.
Vahav S. The effect and thermal manipulations during embryogenesis of broiler chicks (Gallus Domesticus) on hatchability body weight and thermoregulation after hatch / S. Vahav, R. Rath, D. Shinder // Journal Therm Biol. – 2004. – № 29. – P. 245-250.
Промышленное птицеводство / Я.С. Ройтер, А.В. Егорова, Е.Е. Тяпугин и др.; под общ. ред. В.И. Фисинина. 6-е издание переработанное и дополненное. – Сергиев Посад, 2016. – 531 с.
Критерии селекции мясных кур по воспроизводительным признакам / Е.С. Елизаров, А.В. Егорова, В.И. Фисинин, Л.В. Шахнова. – Сергиев Посад, 2004. – 191 с.
Кочиш И. Эффективные методы селекции мясных кур / И. Кочиш // Птицеводство. – 2006. – № 7. – С. 10-12.
Гордеева Т.И. Тенденции мирового племенного птицеводства / Т.И. Гордеева // Животноводство России. – 2011. – Октябрь. – С. 17-20.
Егорова А.В. Приемы подбора племенных мясных петухов и кур / А.В. Егорова // Главный зоотехник. – 2015. – № 8. – С. 44-48.
Шахнова Л.В. Руководство по работе с птицей кросса «АК839» / Л.В. Шахнова, А.В. Езерская, В.А. Манукян. – Сергиев Посад, 2006. – 30 с.
Селекция птицы исходных линий породы плимутрок (Gallus gallus L.) с использованием маркерных генов К и k / Д.Н. Ефимов, Ж.В. Емануйлова, Е.В. Журавлева, А.В. Егорова, В.И. Фисинин // Сельскохозяйственная биология. – 2018. – Том 53. – № 6. – С. 1162-1168.
Шахнова Л.В. Селекция мясных кур по воспроизводительным признакам / Л.В. Шахнова // Обзор МС Агроинформ. – 1989. – 67 с.
Тучемский Л. Новый аутосексный кросс «Смена 7» / Л. Тучемский, Г. Гладкова // Птицеводство. – 2006. – № 11. – С. 6-8.
Егорова А.В. Зависимость живой массы молодняка кур породы корниш от яйценоскости / А.В. Егорова, Л.В. Шахнова // Вестник РАСХН. – 2014. – № 5. – С. 63−65.
Справочник по выращиванию бройлеров ROSS [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ru.aviagen.com/tech-center/download/1277/Ross-BroilerHandbook2018-RU.pdf (дата обращения 19.04.2019).
Arbor Acres // Руководство по содержанию. – 10 с.
Cobb // Businnes focus. – 2009. – N 1. – P. 5-7.
Moultrie F. Genetic selection, tradeoffs in breeder development / F. Moultrie // Poultry Dig. – 1983. – Vol. 42. – N 499. – P. 456-457.
Компьютерные технологии в практической селекции птицы / Н. Михайлов, А. Рудь, И. Контарев и др. // Птицеводство. – 2005. – № 10. – С. 8-10.
Погуца Н.В. Оценка племенной ценности петухов породы корниш при разном количестве потомков: дис. … канд. с.-х. наук / Н.В. Погуца. – Загорск, 1990. – 123 с.
Мальцев А.Б. Эффективность новых приемов оценки и отбора мясных кур на повышение выхода цыплят / А.Б. Мальцев // Сб. науч. трудов Западно-Сибирской ЗОСП. – Омск, 1997. – С. 51-58.
Предварительная бонитировка кур породы корниш / А.Б. Дымков, А.Б. Мальцев, И.П. Спиридонов, Л.Н. Лазарец // Материалы IV Междунар. конф. «Птицеводство – мировой и промышленный опыт». – М., 2007. – С. 236-237.
Буяров А.В. Экономическая оценка племенной ценности сельскохозяйственной птицы и селекционного достижения в птицеводстве / А.В. Буяров, Л.М. Ройтер // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. – 2019. – Т. 12. — № 4 (63). – С. 214-225.
Оценка племенных качеств сельскохозяйственной птицы мясного направления продуктивности (обзор) / В.С. Буяров, Я.С. Ройтер, А.Ш. Кавтарашвили, И.В. Червонова, А.В. Буяров // Вестник аграрной науки. – 2019. – № 3. (78). – С. 30-38.
Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Том 2. Породы животных: официальное издание. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019. – 204 с.
Гордеева Т. Тенденции мирового племенного птицеводства / Т. Гордеева // Эффективное животноводство. – 2011. – № 4. – С. 50-52.
Егорова А.В. Мясные куры родительского стада: оценка, отбор и подбор птицы / А.В. Егорова // Птицеводство. – 2012. – № 2. – С. 8-10.
Фисинин В.И. Мировое и Российское птицеводство: реалии и вызовы будущего: монография / В.И. Фисинин. – М.: Изд-во «Хлебпродинформ», 2019. – 470 с.
Фисинин В.И. Рынок продукции птицеводства стабилен / В.И. Фисинин // Животноводство России. – 2019. – Март. – С. 8-11.
Фисинин В.И. Стратегические тренды развития мирового и отечественного птицеводства: состояние, вызовы, перспективы / В.И. Фисинин // Мировые и российские тренды развития птицеводства: реалии и вызовы будущего (г. Сергиев Посад, 15-17 мая 2018 г.). – Сергиев Посад: ФНЦ «ВНИТИП» РАН, 2018. – С. 9-48.
Бобылева, Г.А. Итоги работы птицеводческой отрасли России и задачи на будущее / Г.А. Бобылева // Птица и птицепродукты. – 2018. – № 2. – С. 4-6.
Бобылева Г.А. Итоги работы птицеводческой отрасли за 2018 год и задачи на будущее / Г.А. Бобылева // Птица и птицепродукты. – 2019. – № 1. – С. 7-9.
Дорожная карта по реализации мероприятий, направленных на развитие племенной базы отечественного животноводства на период 2017-2018 гг. (утв. Минсельхозом России 24.05.2017 № ХД-266) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://mcx.ru/upload/files (дата обращения: 14.10.2019).
Экономика и резервы мясного птицеводства: монография / В.С. Буяров, В.И. Гудыменко, А.В. Буяров, А.Е. Ноздин. – Орел: Изд-во ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, 2016. – 204 с.
Буяров В.С. Комплексная оценка племенной ценности сельскохозяйственной птицы / В.С. Буяров // Аграрный вестник Верхневолжья. – 2019. – №4 (29). – С. 60-67.
Егорова А.В. Основные направления работы с мясными курами родительского стада бройлеров / А. В. Егорова // Птицеводство. – 2017. – № 3. – С. 16-21.
Зарубежный и отечественный опыт разработки и применения мер и инструментов поддержки создания отечественных конкурентоспособных кроссов мясной птицы [Электронный ресурс] Информационный отчет / ФГБНУ «Росинформагротех»; Н.П. Мишуров, В.Н. Кузьмин, И.Г. Голубев, Т.Е. Маринченко, Т.Н. Кузьмина, Ю.И. Чавыкин, В.С. Францкевич. ‒ Правдинский, 2018. ‒ Режим доступа: https://rosinformagrotech.ru/images/pdf/otchet_pticevodstvo_2018.pdf (дата обращения: 16.10.2019).
Инновационные технологии и оборудование для создания отечественных мясных кроссов бройлерного типа: науч. аналит. обзор / В.Ф. Федоренко, Н.П. Мишуров, А.В. Скляр, А.А. Зотов, Д.Н. Ефимов, А.В. Иванов, Т.Н. Кузьмина. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018. – 92 с.
Ковацкий Н.С. Гусеводство / Н.С. Ковацкий, В.Г. Цой, Т.Ф. Саитбаталов. – М.: Колос-Пресс, 2004. – 188 с.
Крючкова М.А. Функциональные особенности гусей рейнской и линдовской пород, определяющие их продуктивные качества: автореф. дис. … канд. биол. наук / М.А. Крючкова. – Троицк, 2007. – 22 с.
Ковацкий Н.С. Технологические методы производства продукции водоплавающей птицы: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук / Н.С. Ковацкий. – Сергиев Посад, 1993. – 46 с.
Жарков Г.К. Мясные качества гусят разных пород / Г.К. Жарков // Птица и птицепродукты. – 2005. – № 6. – С. 11-12.
Махалов А.Г. Характеристика хозяйственных и биологических особенностей итальянских гусей / А.Г. Махалов // Сто лет Сибирской маслодельной кооперации: мат-лы Междун. науч.-практ. конф. – Куртамыш, 2007. – С. 166-173.
Buzala M. Characteristics of performance traits and the quality of meat and fat in Polish oat geese / M. Buzala, M. Adamski, B. Janicki // World’s Poultry Science Journal. – 2014. – Vol. 70. – № 3 – P. 531-542.
Вяйзенен Г. Гусиный жир выводит тяжелые металлы / Г. Вяйзенен, А. Токарь, Ж. Лоджун // Птицеводство. – 1998. – № 6. – С. 38-39.
Сидорова В. Гусь пухом греет, мясом кормит… / В. Сидорова // Животноводство России. – 2007. – № 9. – С. 23-24.
Цой В. Кратность ощипки гусей / В. Цой // Птицеводство. – 2002. – № 3. – С. 34-35.
Смирнов Б.В. Домашние гуси: монография / Б.В. Смирнов. – Краснодар, Куб ГАУ, 2005. – 141 с.
Салеев П.Ф. Промышленное гусеводство / П.Ф. Салеев. – М.: Колос, 1980. – 192 с.
Егоров И.А. Кормление гусей / И.А. Егоров // Птицеводство. – 2007. – № 9. – С. 13-17.
Ивченко В.В. Совершенствование методов оценки племенных качеств гусей / В.В. Ивченко, Т.М. Рожен // Сб.науч.тр. Кубанский СХИ. – Краснодар, 1990. – С. 44-48.
Цой В. Сроки использования гусей / В. Цой // Птицеводство. – 2002. – № 1. – С. 24-25.
Смирнов Б.В. Птицеводство от А до Я / Б.В. Смирнов, С.Б. Смирнов. – Ростов на Дону: Феникс, 2006. – 254 с.
Сниткин М.Ю. Воспроизводительные и продуктивные качества линдовских гусей: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / М.Ю. Сниткин. – Сергиев Посад, 1996. – 14 с.
Lithuanin wishtines goose breed Worlds / R. Juodka, A. Kiskiene, I. Skurdeniene, V. Ribikauskas, R. Nainiene // World’s Poultry Science Journal. – 2012. – Vol.68. – № 1. – Р. 51-62.
Kozak J. Variations of geese under domestication / J. Kozak // Poultry Science Journal. – 2019. – Vol. 75. – № 2. – P. 247-259.
Русецкая Т.П. Приемы продления сроков племенного использования гусей: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / Т.П. Русецкая. – Сергиев Посад, 1998. – 22 с.
Ройтер Я.С. О продолжительности использования гусей в селекционном и родительском стаде / Я.С. Ройтер, С.З. Шакиров // Достижения в современном птицеводстве: исследования и инновации: мат-лы 16-ой конф. ВНАП. – Сергиев Посад, 2009. – С. 61-62.
Старченков О.А. Технологические приёмы повышения воспроизводительных качеств родительского стада гусей: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / О.А. Старченков. – Загорск, 1985. – 21 с.
Смирнов Б.В. Влияние различных световых режимов на продуктивность гусей / Б.В. Смирнов, Н.П. Грызлова // Повышение эффективности производства яиц и мяса птицы. – Краснодар: Кубанский СХИ, 1988. – С. 55 -60.
Сниткин М. Перспективы развития гусеводства в России / М. Сниткин // Птицеводство. – 2005. – № 10. – С. 4-6.
Кутушев P.P. Племенная работа с водоплавающей птицей Башкортостана / P.P. Кутушев, М.М. Гильванов // Птица и птицепродукты. – 2005. – № 6. – С. 15-16.
Ройтер Я.С. Гуси и утки. Руководство по разведению и содержанию / Я.С. Ройтер. – М.: АСТ: Аквариум Принт, 2011. – 416 с.
Ройтер Я.С. Использование генофонда сельскохозяйственной птицы в селекционной работе / Я.С. Ройтер // Птица и птицепродукты. – 2016. – № 3. – С. 45-47.
Селекция гусей в племенном заводе ООО «Вурнарец» / Я.С. Ройтер, В.Ю. Соловьев, А.А. Макулин, Л.А. Борискевич // Птицеводство. – 2018. – № 3. – С. 7-10.
Ройтер Я.С. Этапы породообразования и современная селекционно-племенная работа с гусями / Я.С. Ройтер // Птицеводство. – 2017. – № 2. – С. 2-5.
Ройтер Я.С. Дифференцированная селекция гусей / Я.С. Ройтер, В.Ю. Соловьев // Животноводство России. – 2019. – № 5. – Май. – С. 17-18.
Егорова А.В. Критерии оценки и отбора мясных кур породы плимутрок на повышение выхода инкубационных яиц / А.В. Егорова // Материалы конференции по птицеводству. – Зеленоград, 2003. – С. 33-35.
Промышленная технология производства яиц и мяса птицы / А.Л. Ермолаева, В.А. Сергеев, П.Ф. Салеев и др. – М.: Россельхозиздат, 1978. – 223 с.
Ройтер Я. Племенная работа с гусями и утками / Я.С. Ройтер // Птицеводство. – 2007. – № 6. – С. 2-4.
Суханова С. Мясная продуктивность гусей итальянской породы / С. Суханова, А. Менщиков, А. Махалов // Птицеводство. – 2006. – № 7. – С. 22-23.
Li H.F. Evaluation of genetic diversity of Chinese native geese revealed by microsatellite markers / H.F. Li, W.K. Chen, N. Yang // World’s Poultry Science Journal. – 2007. – V. 63. – № 3. – P. 381-387.
Micekova J. Moznosti zvysovania znasky husi. Possibilities of Egg Production Increasing in geese / J. Micekova, A. Lengyel, L. Micek. –Hydinarstvo. Bratislava, 1991. – Р. 93-99.
Патент № 2152715 РФ/ Способ раннего прогнозирования яичной продуктивности / В.И. Щербатов, Л.И. Сидоренко, В.В. Слепухин, Н.Н. Токарева. Опубл. 20.07.2000. Бюл. № 20.
Фисинин В.И. Мировое животноводство: вызовы будущего / В.И. Фисинин, С.В. Черепанов // Инновационные разработки и их освоение в промышленном птицеводстве: мат-лы ХVІІ Международной научно-практической конференции. – Сергиев-Посад, 2012. – С. 3-7.
Смирнов Б.В. Взаимосвязи между продуктивными качествами у кубанских белых гусей / Б.В. Смирнов, Е.П. Кравцова // Разработка новых элементов технологии производства мяса птицы. – Краснодар: Кубанский СХИ, 1990. – С. 39-44.
Ройтер Я.С. Основные итоги и перспективы разведения водоплавающей птицы / Я.С. Ройтер // Сб. научн. тр. ВНИТИП. – Сергиев Посад, 2005. – Т. 80. – С. 73-79.
Смирнов Б. Кубанские гуси / Б. Смирнов, В. Ивченко // Птицеводство. – 1981. – № 4. – С. 14-16.
Ройтер Я.С. Научные и практические аспекты разведения гусей / Я.С. Ройтер, А.Ф. Лукьянов, В.В. Герасименко. – М., 2004. – 191 с.
Смирнов Б.В. Хозяйственно полезные признаки гусей и использование их в промышленной технологии / Б.В. Смирнов. – М.: Всесоюз. с.-х. ин-т заочного образования, 1987. – 63 с.
Рекомендации по племенной работе с птицей на племзаводах и племенных хозяйствах, репродукторах / В.И. Варакина, А.Д. Давтян, И.В. Журавлев и др. – Загорск: ВНИТИПтицеводства, 1988. – 88 с.
Методические рекомендации по разведению гусей / Я.С. Ройтер, И.А. Егоров, Ш.А. Имангулов и др. – Сергиев Посад, 2003. – 51 с.
Косов В.Н. Половое поведение гусей и пути повышения их плодовитости: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / В.Н. Косов. – Краснодар, 1978. – 21 с.
Руус Ц.Х. О биологии размножение гусей / Ц.Х. Руус // Птицеводство. – 1960. – № 8. – С. 23-28.
Cheng Y.S. Breeding and genetics of waterfowl / Y.S. Cheng, R. Rouvier, Y.H. Hu // World’s Poultry Science Journal. – 2003. – V. 59. – № 4. – P. 509-519.
Давтян А. Применение искусственного осеменения в гусеводстве // Передовой науч.-произв. опыт в птицеводстве: экспресс-информация. ВНИИТЭИагропром / А. Давтян. – Всесоюз. н.-и. и технол. ин-т птицеводства, 1979. – № 2. – С. 13-16.
Разведение и содержание гусей: методические рекомендации / Я.С. Ройтер, И.А. Егоров, А.Д. Давтян и др. – Сергиев Посад: ВНИТИПтицеводства, 2008. – 59 с.
Пениожкевич Э.Э. Основы гусеводства / Э.Э. Пениожкевич, К.В. Зеленская. – М.: Сельхозгиз, 1952. – 190 с.
Рекомендации по племенной работе с птицей на племзаводах и в племенных хозяйствах репродукторах / Под ред. В.И. Фисинина, К.В. Злочевской, З.В. Фокиной. – Загорск: Всесоюз. н.-и. и технол. ин-т птицеводства, 1983. – 123 с.
Смирнов Б. О половой нагрузке гусей / Б. Смирнов, О. Бондаренко, А. Расторгуев // Птицеводство. – 1975. – № 7. – С. 25.
Смирнов Б. О половой активности гусей / Б. Смирнов, В. Косов // Птицеводство. – 1972. – № 10. – С. 20-21.
Соловьев В.Ю. Повышение оплодотворенности яиц гусей методами селекции / В.Ю. Соловьев // Птица и птицепродукты. – 2013. – № 2. – С. 17-18.
Ковацкий Н.С. Влияние разного уровня ограниченного кормления ремонтных гусынь на их рост, развитие, продуктивные и воспроизводительные качества / Н.С. Ковацкий, А.А. Цыценко // Конф. по птицеводству: Тез.докл. ВНАП. – Горки, 1990. – С. 114.
Столляр Т. О подготовке племенных петухов бройлерных кроссов / Т. Столляр // Птицеводство. – 1995. – № 1. – С. 20-22.
Современные подходы к оценке племенных качеств гусей / В.С. Буяров, Я.С. Ройтер, А.Ш. Кавтарашвили, В.Ю. Соловьев, И.В. Червонова, А.В. Буяров // Вестник аграрной науки. – 2019. – № 5 (80). – С. 50-62.
Жаркова И.П. Родственные группы редких пород гусей / И.П. Жаркова, Д.Н. Гришина // Птицеводство. – 2019. – № 4. – С. 20-25.
Жаркова И.П. Уникальные породы гусей / И.П. Жаркова // Главный зоотехник. – 2015. – № 5-6. – С. 59-66.
Саитбаталов, Т.Ф. Рекомендации по разведению водоплавающих видов птицы в Республике Башкортостан / Т.Ф. Саитбаталов, К.А. Молдажанов, Я.С. Ройтер, Н.С. Ковацкий, В.Г. Цой и др. / Под ред. Т.Ф. Саитбаталова. – Уфа, 2003. – 88 с.
Гадиев, Р.Р. Интенсификация производства мяса уток / Р.Р. Гадиев, Т.Ф. Сатибаталов, Т.А. Седых. – Уфа: Башкирский ГАУ, 2009. – 208 с.
Biswas S. Technological investigation into duck meat and its products – a potential alternative to chicken / S. Biswas, R. Banerjee, D. Bhattacharyya, G. Patra, A.K. Das, S.K. Das // World’s Poultry Science Journal. – 2019. – Vol. 75. – № 4 – P. 609-620.
Baeza E. Nutritional requirements and feed management of meat type ducks / E. Baeza // World’s Poultry Science Journal. – 2016. – Vol. 72. – № 1. – P. 5-19.
Агеечкин, А.П. Промышленное птицеводство / А.П. Агеечкин, Ф.Ф. Алексеев, А.В. Аралов и др. // Под общ. ред. В.И. Фисинина. – Сергиев Посад, 2010. – 600 с.
Abd El-Hack M.E. Fertility and hatchability in duck eggs / M.E. Abd El-Hack, C.B. Hurtado, D.M. Toro, M. Alagawany, E.M. Abdelfattah, S.S. Elnesr // World’s Poultry Science Journal. – 2019. – Vol. 75. – № 4. – P. 599-607.
Ройтер Я.С. Руководство по работе с утками кроссов «Агидель 34» и «Агидель 345» / Я.С. Ройтер, Р.Р. Кутушев, С.З. Шакиров, Е.И. Шевченко, Р.А. Хафизова, М.М. Гильванов, Р.М. Гиндуллина, И.Ф.Карачурин. – ГНУ ВНИТИП Россельхозакадемии, ГУП «Племптицезавод Благоварский». – Языково, 2013. – 51 с.
Padhi M.K. Evaluation of indigenous ducks of Odisha, India / M.K. Padhi // World’s Poultry Science Journal. – 2014. – Vol. 70. – № 3. – P. 617-626.
Егорова А.В. Методы и приемы племенной работы по повышению эффективности использования мясных кур: дис. … д-ра с.-х. наук / А.В. Егорова. – Сергиев Посад, 1999. – 306 с.
Кросс уток «Благоварский» [Электронный ресурс] / ГУСП Башплемсервис. – Режим доступа: https://www.bashplem.ru/breeds/agricultural-bird/ducks/ducks_177.html (дата обращения: 16.09.2019).
Ахрем А. Чтобы гуси и утки / А. Ахрем // Животноводство России. – 2004. – Март. – С. 34.
Grimaud Freres Selection [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.grimaudfreres.com/ (дата обращения: 16.09.2019).
Ройтер Я.С. Высокопродуктивные кроссы уток с белым оперением «Агидель 34» и «Агидель 345» / Я.С. Ройтер, Р. Кутушев // Птицеводство. – 2013. – № 2. – С. 6-11.
Ройтер Я.С. Селекция уток кросса «Агидель 34» / Я. Ройтер, Р. Кутушев // Животноводство России. – 2019. – № 7. – С. 15-16.
Никитина И.А. Влияние направленного отбора в ряде поколений на продуктивные и мясные качества уток кросса «Темп» / И.А. Никитина // ВЕСЦІ НАЦЫЯНАЛЬНАЙ АКАДЭМІІ НАВУК БЕЛАРУСІ. – 2015. – № 2. – С. 89-94.
Сохранение и изучение биологического разнообразия индеек / Я.С. Ройтер, И.Я. Шахтамиров, М.И. Селионова, Л.А. Шинкаренко, Н.Г. Щербакова, И.Н. Буравцова, М.И. Роженцова, К.Ф. Байдиков // Сельскохозяйственный журнал. – 2019. – № 2 (12). – С. 48-57.
Шевченко А.И. Разводите индеек / А.И. Шевченко. – М.: Агропромиздат, 1991. – 32 с.
Канивец В. Индейководство России / В. Канивец, Л. Шинкаренко // Птицеводство. – 2009. – № 11. – С. 14.
Алексеев Ф. Выращивайте индюшат / Ф. Алексеев // Птицеводство. – 1993. – № 4. – С. 16.
Домашняя птица: куры, гуси, утки, индейки, цесарки, перепела и голуби / Сост. О. Морозова – 2-е изд. Ростов-на-Дону: Феникс, 2000. – 400 с.
Епимахов Н. Генофонд индеек / Н. Епимахов // Птицеводство. – 1991. – №. 11. – С. 8-10.
Шевченко А.И. Ресурсосберегающие методы в индейководстве / А.И. Шевченко // Птица и птицепродукты. – 2005. – № 5. – С. 23-24.
Поздняковский В.М. Экспертиза мяса птицы, яиц и продуктов их переработки. Качество и безопасность: учеб.-справ.пособие / В.М. Позняковский, О.А. Рязанова, К.Я. Мотовилов // под общ. ред. В.М. Позняковского. – 3-е изд.,испр.и доп. – Новосибирск: Сиб.унив.изд-во, 2009. – 216 с.
Саражакова И.М. Продуктивность и качество мяса цыплят-бройлеров при использовании природных экологически безопасных нетрадиционных подкормок: дис…канд. биол. наук / И.М. Саражакова. – Красноярск, 2001. – 119 с.
Баишева Э.З. Перспективы производства мяса индейки / Э.З. Баишева, Р.А. Баишев // Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России: сборник статей Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. Том II. – Пензенский ГАУ. – Пенза: РИО ПГАУ, 2017. – С. 157-159.
Алексеев Ф.Ф. Индейка – перспективная мясная птица / Ф.Ф. Алексеев // Птица и птицепродукты. – 2005. – № 5. – С. 12-15.
Мойса В.Ю. Мясо индейки и продукты из него / В.Ю. Мойса // Птица и птицепродукты. – 2005. – № 5. – С. 43-44.
Гоноцкий В.А. Судьба индейки / В.А. Гоноцкий, Л.П. Федина // Мясная индустрия. – 2006. – № 3. – С. 39.
Морарь М.А. Товароведная характеристика мяса индейки / М.А. Морарь, Е.С. Вайскробова // Материалы XI Международной научно-практической конференции «Качество продукции, технологий и образования». – Магнитогорск, 2016. – С. 150-156.
Мясо индеек. Тушки и части: стандарт ЕЭК ООН; введ. в 2009 г.
Мясо индеек (тушки и их части). Торговые описания: ГОСТ Р 53670-2009.
Марсден С.Дж. Индейководство США / С.Дж. Марсден, Дж.X. Мартин; пер. с англ. – М., 1962. – 584 с.
Мясное птицеводство/ В.И. Фисинин, Т.А. Столляр. – СПб.: Лань, 2007. – 416 с.
Прево А.А. Разведение индеек / А.А. Прево, З.А. Жидких. – М., 1958.
Шинкаренко Л. «Виктория» – новый кросс индеек отечественной селекции / Л. Шинкаренко, Н. Щербакова // Животноводство России. – 2016. – № 2. – С. 15-16.
Давлеев А. Рынок мяса индейки в России / А. Давлеев // Животноводство России. – 2019. – Апрель. – С. 8-11.
Вейцман Л.Н. Разведение цесарок / Л.Н. Вейцман. – М.: Россельхозиздат, 1983. – 30 с, ил.
Фокша И. Пернатая экзотика / И. Фокша // Агротехники и технологии. – 2014. – № 5. – С. 46-50.
Забиякин В.А. Методы создания линий цесарок аутосексных по окраске оперения / В.А. Забиякин // Вестник РАСХН. – 2008. – № 5. – С. 79-80.
Ройтер Я.С. Основные направления селекционной работы с цесарками / Я.С. Ройтер, Н.К. Гусева, Т.П. Русецкая // Птица и птицепродукты. – 2006. – № 1. – С. 16-17.
Современная программа селекции цесарок / Я.С. Ройтер, Г.В. Шашина, Т.Н. Дегтярева, О.Н. Дегтярева // Птицеводство. – 2019. – №4. – С. 15-19.
Ройтер Я.С. Цесарки. Руководство по содержанию и разведению / Я.С. Ройтер. – М.: Аквариум, 2014. – 184 с.
Особенности селекционной работы с цесарками / Я.С. Ройтер, Г.В. Шашина, Т.Н. Дегтярева, О.П. Лесик // Птицеводство. – 2016. – № 03. – С. 7-11.
Ройтер Я. Особенности селекции цесарок по продуктивным признакам / Я. Ройтер, Г. Шашина, Т. Дегтярёва // Птицеводство. – 2011. – № 06. – С. 9-11.
Харчук Ю. Разведение и содержание перепелов / Ю. Харчук. – Ростов н/Д: Феникс, 2005. – 96 с. ил.
Santi D. Japan quail (Coturnix coturnix japonica) meat characteristics and value additions / D. Santi, A. Kalaikannan // World’s Poultry Science Journal. – 2017. – Vol. 73. – № 2. – Р. 291-354.
Кочетова З.И. Разведение и содержание перепелов / З.И. Кочетова, Л.С. Белякова. – Сергиев Посад, 2002. – 83 c.
Джой И. Оценка и отбор племенных перепелов по живой массе / И. Джой // Птицеводство. – 2011. – № 3. – С. 39-40.
Minvielle F. Effects genetics and breeding on eggs quality of Japanese quail / F. Minvielle, Y. Oguz // World’s Poultry Science Journal. – 2002. – Vol. 58. – № 3. – P. 291-303.
Lukanov H. Domestic quail (Coturnix japonica domestica), is there such farm animal? / H. Lukanov // World’s Poultry Science Journal. – 2019. – Vol. 75. – № 4. – P. 547-557.
Гущин В. Пути становления промышленного перепеловодства / В. Гущин, Л. Кроик, В. Нанос // Птицеводство. – 1991. – № 3. – С. 9-12.
Афанасьев Г.Д. Перепеловодство / Г.Д. Афанасьев, М.Д. Пигарева. – М.: Росагропромиздат, 1989. – 103 с.
Royter Y. Requirements for Quail Productivity for Determining their Valuation Class / Y. Royter, A. Kavtarashvili, V. Buyarov, L. Lazarets // Proceedings of the International Scientific Conference The Fifth Technological Order: Prospects for the Development and Modernization of the Russian Agro-Industrial Sector (TFTS 2019) / Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Russia (October 15, 2019). – Advances in Social Science, Education and Humanities Research. Published by Atlantis Press SARL. – 2020. – V. 393. – Р. 413-417.
Thiruvenkadan A.K. Layer breeding strategies: an overview / A.K. Thiruvenkadan, S. Panneerselvan, R. Prabakaran // World’s Poultry Science Journal. – 2010. – Vol. 66. – № 3. – P. 477-501.
Ройтер Я.С. Генофонд пород перепелов состояние и перспективы использования / Я.С. Ройтер, Д.В. Аншаков, Т.Н. Дегтярева, О.Н. Дегтярева // Птицеводство. – 2017. – № 6. – С. 7-11.
Афанасьев Г.Д. Сравнительная оценка мясной продуктивности перепелов разного происхождения / Г.Д. Афанасьев, Л.А. Попова, Саиду Сулейман Шеху, А.С. Комарчев // Птицеводство. – 2015. – № 4. – С. 31-35.
Щербатов В.И. Способ отбора перепелов [Электронный ресурс]/ В.И. Щербатов, К.Н. Бачинина // Научный журнал КубГАУ. – 2018. – № 138 (04). – Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2018/04/pdf/34.pdf (дата обращения: 15.10.2019).
Выведение и продуктивность мясных перепелов породы радонежские / Я.С. Ройтер, Т.Н. Дегтярева, О.Н. Дегтярева, Д.В. Аншаков // Птица и птицепродукты. – 2019. – № 2. – С. 50-55.
Использование генетического материала биоресурсной коллекции при создании мясной породы перепелов «Радонежские» / Я.С. Ройтер, Д.В. Аншаков, Т.Н. Дегтярева, О.Н. Дегтярева // Птицеводство. – 2019. – № 11-12. – С. 18-22.
Кощаева О.В. Влияние пробиотиков на сохранность, рост, развитие и продуктивность перепелов / О.В. Кощаева, Г.В. Фисенко, С.С. Хатхакумов // Молодой ученый. – 2015. – № 8. – С. 394-397.
Арестова Н.Е. Продуктивность перепелов в зависимости от возраста выбраковки: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / Н.Е. Арестова. – М., 2007. – 16 с.
Голубов, И. Инновации в формировании ассортимента перепелиной продукции / И. Голубов // Птицеводство. – 2013. – № 3. – С. 29-33.

Приложения

Часть — 1

Часть — 2

Разработка новых приемов создания экологически безопасного материала на основе растительного сырья и отходов сахараперерерабатываюей промышленности

redactor — Thu, 05 Nov 2020 00:32:41 +0000

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Отчет о НИР «Новые приемы создания экологически безопасного биоразлагаемого материала на основе растительного сырья и отходов сахароперерабатывающей промышленности» содержит 130 стр., 1ч., 40 рисунков, 31 таблицу, 80 литературных источников, приложения.

Ключевые слова: биоразрушаемый материал, растительное сырье, свекловичный жом, белок микроорганизмов, сополимеры крахмала, одноразовая посуда, биоупаковка, экологическая безопасность.

Объекты исследования: биоразлагаемая полимерная продукция, сополимеры крахмала.

Цель исследования: Создать высокотехнологичную биоразрушаемую продукцию для сельского хозяйства на основе растительной биомассы и белка микроорганизмов.

В задачи исследования входило:

— разработать композиционный состав биоразлагаемого материала из растительного сырья, отходов сахарного производства и протеинов микроорганизмов;

— оптимизировать время и температурные режимы;

— исследовать реологические и физико-механические свойства полученного материала;

— исследовать безопасность биополимера;

— изготовить комплект презентационных образцов биоразрушаемой продукции для сельского хозяйства;

— подготовить проект патента и методические рекомендации по технологии получения биоразлагаемого материала.

Научная новизна.

Созданы биоразрушаемые полимеры высокой эластичности на основе растительных полисахаридов и протеинов микроорганизмов с левансодержащим биосвязующим для применения в сельском хозяйстве и пищевой промышленности.

Научно обоснованы композиционный состав, технологические параметры полимеризации биоразлагаемого материала на основе растительных полисахаридов и протеинов микроорганизмов с левансодержащим биосвязующим.

Проведена оценка реологических и физико-механических свойств полученного биоразлагаемого материала, установлены факторы, увеличивающие эксплуатационные свойства.

Установлен положительный эффект улучшения физико-механических свойств полимерных композитов от изменения характера взаимодействия фаз в результате образования взаимопроникающей сетчатой структуры, обеспечивающей эффект дополнительной деструкции.

Проведена проверка на полную биологическую разложимость полимеров в лабораторном опыте, установлена их безопасность.

Апробирован при масштабировании биоразлагаемый материал на основе крахмального гидромодуля и дополнительного минерального питания с пролонгированным действием для капсулирования семян корнеплодов.

Предложена линейка биоразлагаемой полимерной продукции: ящики, горшки, стаканчики для выращивания посадочного материала и рассады; пакеты для хранения сухих сыпучих смесей, семян; посевная лента для семян с добавлением питательных веществ, одноразовая посуда.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Получены патенты на изобретение «Биоразлагаемое вещество на основе природных полимеров» (№ 2709883 от 23.12.2019 г), «Съедобная посуда» (№ 2710151 от 24.12.2019 г), определяющие компоненты композиций, технологические режимы и новые приемы создания экологически безопасного биоразлагаемого материала на основе растительного сырья и отходов сахароперерабатывающей промышленности.

Разработана технология производства экологически безопасного биоразлагаемого материала на основе растительного сырья и отходов сахароперерабатывающей промышленности, в композициционный состав которого входят микробный азот и экзополисахарид леван, обладающий сильными адгезивными свойствами.

Проведенные исследования позволяют разработать полимеры совместно с биоактивными координационными соединениями и биофунгицидами для капсулирования семян и выращивания рассады.

Показана целесообразность использования комбинированного структурообразователя – крахмал — пшеничные отруби в соотношении 1:1 при производстве съедобной посуды. На основании проведенных экспериментальных исследований определены дополнительные компоненты и приемы, обеспечивающие необходимые вязкопластические свойства.

Разработаны методические рекомендации и лабораторный технологический регламент по технологии получения биоразрушаемого материала на основе сельскохозяйственных отходов для производства посуды, посадочных горшков и упаковки.

Получена справка внедрения результатов НИР от Управления федеральной службы по ветеринарному и фитосанитарному надзору по Орловской и Курской областям (приложение 1).

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

Работа проводилась в рамках общей темы: «Новые приемы создания экологически безопасного биоразлагаемого материала на основе растительного сырья и отходов сахароперерабатывающей промышленности».

— Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N123–ФЗ Технический регламент о требованиях пожарной безопасности;

-ГОСТ Р 57432-2017. «Упаковка. Пленки из биоразлагаемого материала. Общие технические условия»;

-ГОСТ 21472 «Материалы листовые. Гравиметрический метод определения паропроницаемости»;

-ГОСТ 14236-81 «Пленки полимерные. Метод испытания на растяжение»;

-ГОСТ 4650-2014 (ISO 62:2008) «Пластмассы. Методы определения водопоглощения»;

— ГОСТ 15139-69 (ISO 1183) «Методы определения плотности»;

— ГОСТ 9.060-75 «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Ткани. Метод лабораторных испытаний на устойчивость к микробиологическому разрушению»;

-ГОСТ 12.1.010–76. «Взрывобезопасность. Общие требования».

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

В настоящем отчете о НИР применяют следующие термины с соответствующими определениями:

Биоразлагаемый пластик- пластик, полностью разлагающийся под действием микроорганизмов в аэробных или анаэробных условиях на диоксид углерода, метан, воду, биомассу и неорганические соединения.

БП — биоразлагаемые полимеры

БЭПС — бактериальные экзополисахариды

PLA — полимолочная кислота

PP— полипропилен

PE— полистирол и полиэтилен

ВВЕДЕНИЕ

Создание, использование и обращение биоразлагаемых упаковочных материалов и одноразовой посуды является одним из перспективных направлений современного полимерного производства. Большое значение приобретают задачи как повышения качества, надёжности и долговечности получаемых из них изделий, так и их утилизации после истечения срока эксплуатации. На современном этапе разработка биополимеров ведется по трем основным направлениям: извлечение и модификация натуральных полимеров из биомассы; полимеризация мономеров на биологической основе; и экстракция полимеров, продуцируемых микроорганизмами. Одними из первых биополимеров были получены материалы на основе крахмала из различных видов растительного сырья-картофеля, кукурузы, пшеницы, риса. Они же остаются и в приоритете за счет доступности и возобновляемости.

Известно уже более ста вариантов составов биополимеров и композитов на их основе, и это число постоянно растет. Однако использование этих новаторских составов ограничено несколькими применениями, такими как упаковка, текстиль и строительство. В последние несколько десятилетий достижения в области химической обработки и биотехнологии позволили производить новые полимеры на биологической основе для медицинской, фармацевтической, пищевой и других промышленностей, а также продуктов специального назначения (детергенты, антиоксиданты, адгезивы), реагентов для природоохранных технологий (флокулянты, сорбенты, детоксиканты) [http://science.spb.ru/files/conf/2016/188ti/abstracts/files/assets/common/downloads/publication.pdf].

Прогресс в технологиях промышленного производства биополимеров является основным стимулом для создания крупных производств по переработке возобновляемой биомассы, в первую очередь целлюлозосодержащего сырья, что в свою очередь способствует созданию новых рабочих мест [http://rosbiotech.com/res/NEWS45/bio-2020.pdf].

Упаковочные отходы составляют значительную часть твердых бытовых отходов и вызывают растущие экологические проблемы, что приводит к усилению различных нормативных актов, направленных на сокращение объемов производства. Расширение этих материалов на основе биоматериалов имеет несколько потенциальных преимуществ для балансов парниковых газов и других воздействий на окружающую среду на протяжении всего жизненного цикла и использования возобновляемых, а не конечных ресурсов.

Биоразлагаемые упаковочные материалы наиболее подходят для одноразовых применений, где отходы бытового потребления могут быть локально компостированы или переработаны в биогаз.

Объекты исследования: биоразлагаемая полимерная продукция, сополимеры крахмала.

В задачи исследования входило:

— оптимизировать время и температурные режимы;

— исследовать реологические и физико-механические свойства полученного материала;

— исследовать безопасность биополимера;

— изготовить комплект презентационных образцов биоразрушаемой продукции для сельского хозяйства;

Научная новизна.

Теоретическая и практическая значимость работы.

В ходе проведенного исследования были использованы методы группировок, систематизации, обобщения, статистические методы обработки и анализа исходных данных.

РАЗДЕЛ 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Информационно-аналитический обзор состояния изученности вопроса, относящийся к созданию биоразлагаемого материала

Для упаковки используются много разных материалов, включая металлы, стекло, древесину, бумагу или целлюлозу, пластмассы или комбинации из более чем одного материала в качестве композитов. Большинство из них поступают в городские потоки отходов по истечении срока их службы. В ЕС ежегодно производится более 67 миллионов тонн упаковочных отходов, в том числе около трети всех твердых бытовых отходов (MSW) [27, 48]. Пластмассы вносят 18% из 10,4 млн. тонн упаковочных отходов, ежегодно выпускаемых в Великобритании (DEFRA 2007). Отброшенная упаковка также является очень очевидным источником мусора, что создает серьезную проблему обращения с отходами [35, 40, 62, 66, 71, 72].

В последние годы рециркуляция упаковочных материалов увеличилась, но показатели рециркуляции для большинства пластиковых упаковок остаются низкими [5, 39, 42]. Для упаковочных приложений используется большое количество различных типов полимеров, каждая из которых может содержать различные добавки для обработки, такие как наполнители, красители и пластификаторы [11, 31, 35]. Эти сложности состава вместе с загрязнением во время использования часто делают рециркуляцию неэкономичной по сравнению с захоронением на свалке. Несмотря на то, что доля отходов, которые были захоронены на свалках, в последние годы снизилась, около 60 процентов муниципальных отходов в Англии все еще попадают на свалку ( http://www.defra.gov.uk/environment/statistics/wastats/bulletin07.htm ). Это представляет собой экологические проблемы, что приводит к усилению правил в отношении отходов (например, Директива по упаковке и упаковке отходов (94/62 / EEC) и UK Packaging Regulations (1998).

Для упаковочных применений (например, www.european-bioplastics.org ) разработаны биодеградируемые пластмассы с функциональностью и технологичностью, сопоставимые с традиционным пластиком на основе нефтехимической продукции. Как правило, они изготавливаются из возобновляемого сырья, такого как крахмал или целлюлоза [4,6]. Интерес к биоразлагаемой пластиковой упаковке возникает в первую очередь из-за использования возобновляемого сырья (сельскохозяйственных культур вместо сырой нефти) и утилизации отходов с конечным сроком годности путем компостирования или анаэробного сбраживания для сокращения захоронения отходов [8, 56]. Утилизация упаковочных материалов особенно важна с учетом того, что в последнее время основное внимание уделяется образованию и управлению отходами в качестве важных экологических аспектов современного общества [38, 73, 74].

В дополнение к производительности и цене биоразлагаемые пластмассы должны предлагать преимущества для систем управления отходами, чтобы реализовать общую выгоду. В информационно-аналитическом обзоре обсуждается потенциальное воздействие биоразлагаемых пластмасс, в частности, на упаковку и обращение с отходами на свалках, сжигании, рециркуляции или повторном использовании и компостировании. В нем дается обзор ключевых вопросов жизненного цикла, которые информируют суждения о преимуществах, которые такие материалы имеют относительно обычных, основанных на нефтепродуктах аналогов. Конкретные примеры приведены в новых исследованиях по биодеградируемости в смоделированных «домашних» системах компостирования [13].

1.1.1 Биоразлагаемые альтернативы обычным пластикам

Биоразлагаемые полимеры (БП) или биодеградируемые пластмассы относятся к полимерным материалам, которые «способны разлагаться на углекислый газ, метан, воду, неорганические соединения или биомассу, в которой преобладающим механизмом является ферментативное действие микроорганизмов, которое можно измерить стандартизованным испытания в течение определенного периода времени, отражающие имеющиеся условия утилизации» (стандарт ASTM D6813). Подмножество БП также может быть компостируемым с особой ссылкой на их биодеградации в компостной системе, и они должны продемонстрировать, что они «способны подвергаться биологическому разложению в месте компоста как часть доступной программы, так что пластик не визуально различим и не разрушается до углекислого газа, воды, неорганических соединений и биомассы со скоростью, совместимой с известными компостируемыми материалами (например, целлюлозой) (стандарт ASTM D996, также см. D6400). Начальные этапы могут включать абиотические (термические, фото- и биотические процессы) для деградации полимера в подходящих условиях для низкомолекулярных соединений. Однако полученные фрагменты разрушения должны быть полностью использованы микроорганизмами; в противном случае существует потенциал для экологических и медицинских последствий [9, 10, 12, 41]. Продукты промышленного компостирования (обычно 12 недель с фазой при повышенной температуре более 50 ° C) должны соответствовать критериям качества, таким как содержание тяжелых металлов (регулируемое), экотоксичность и отсутствие очевидных различимых полимерных остатков [14,17, 46, 65].

В зависимости от их происхождения, БП могут быть классифицированы как основанные на био основе или на основе нефтехимических продуктов. Первые бывают в основном биодеградируемыми по своей природе и производятся из естественного происхождения (растения, животные или микроорганизмы), такие как полисахариды (например, крахмал, целлюлоза, лигнин и хитин), белки (например, желатин, казеин, пшеничный глютен, шелк и шерсть) и липидов (например, растительных масел и животных жиров). В эту категорию попадают натуральный каучук, а также некоторые сложные полиэфиры, продуцируемые микроорганизмами / растениями (например, полигидроксиалканоаты и поли-3-гидроксибутират) или синтезированные из мономеров, полученных из биопродуктов (например, полимолочная кислота (PLA)). На основе петрохимических БП, таких как алифатические сложные полиэфиры (например, полигликолевая кислота, полибутиленсукцинат и поликапролактон (PCL)), ароматические сополиэфиры (например, полибутиленсукцинаттерефталат) и поливиниловый спирт, получают синтезом из мономеров, полученных из нефтехимической переработки,Smith, 2005 ). Эта классификация отличается между возобновляемыми (био-основанными) и невозобновляемыми (нефтехимическими) ресурсами, но следует отметить, что многие коммерческие составы БП объединяют материалы обоих классов для снижения затрат или повышения производительности [15, 69].

Поэтому биоразлагаемые пластмассы часто содержат полимерные смеси, которые содержат частично биогенный (возобновляемый) углерод, полученный из биомассы и частично нефтехимического углерода. Биогенный углерод, присутствующий в пластмассовом или полимерном продукте, может быть легко рассчитан по сигналу C-14 продукта, как показано на рисунке 1 [43].

Углекислый газ (CO ₂ ) в атмосфере находится в равновесии с радиоактивным ¹⁴ CO ₂ . Радиоактивный углерод образуется в верхней атмосфере через эффект нейтронов космических лучей на ¹⁴ Н. Он быстро окисляется до радиоактивного ¹⁴ СО ₂, и входит в растительную и животную жизнь Земли посредством фотосинтеза и пищевой цепи. Растения и животные, которые используют углерод в биологических пищевых цепях, занимают ¹⁴ C во время их жизни. Они находятся в равновесии с концентрацией ¹⁴ C атмосферы, то есть числа атомов C-14 и нерадиоактивных атомов углерода остаются примерно одинаковыми с течением времени.

Рисунок 1 — Углерод-14 био-и нефтехимических полимеров.

Как только растение или животное умирает, они прекращают метаболическую функцию поглощения углерода; нет пополнения радиоактивного углерода, только распад. Поскольку период полураспада углерода составляет около 5730 лет, у нефтехимического сырья, образующегося в течение миллионов лет, не будет ¹⁴C. Количество биосодержащего материала может быть определено (стандарт ASTM D-6866) путем сжигания испытуемого материала в полимере в присутствии кислорода и анализа газа CO _2, выделенного для обеспечения измерения его относительного содержания ¹⁴ C / ¹² C к стандартному эталонному материалу (SRM) 4990c (обозначенному как HOxII) на основе углеродсодержащей углекислоты.

Расширение производства биодеградируемых (био) пластиков как небольшими специализированными, так и созданными компаниями с 2000 года в настоящее время достигло промышленного масштаба, а значительная доля установленных и развивающихся биоразлагаемых пластмасс в настоящее время имеет возобновляемые, а не нефтехимические происхождения ( www.european-bioplastics.org ; www.bioplastics24.com ). Сведения о химических составах, производстве, обработке, структуре и свойствах широкого спектра биопластов, используемых для упаковки, можно найти в других источниках литературы [16, 19, 45] (изделия на бумажной основе традиционно рассматриваются как отдельная группа материалов). Текущая производственная мощность для биоразлагаемых пластмасс во всем мире составляет около 350 000 тонн, что составляет менее 0,2% пластика на основе нефтехимической продукции, примерно 260 млн тонн [54]. Однако выгоды от экологических характеристик недостаточны для того, чтобы биопластичные полимеры могли более широко использоваться в качестве альтернативы обычным пластикам. Они также должны быть экономически эффективными, подходящими по назначению и, в идеале, обеспечивать уникальные преимущества в использовании. Следовательно, биопластичные полимеры еще не реализовали весь свой потенциал [19, 20].

Расходы на биопластичные полимеры, как правило, намного выше, чем у их традиционных пластиковых аналогов [30, 64]. Большинство падают в диапазоне 2-5 € кг ^-1 (по сравнению с примерно 1,2 € кг ^-1для крупных нефтехимических полимеров), и это является основным ограничением для более широкого использования. Тем не менее, существенные темпы роста были достигнуты в отношении производительности продукта за последнее десятилетие или около того. Ожидается, что биопластичные полимеры станут более ценными в качестве товарных материалов, когда будет достигнута критическая масса, обусловленная сочетанием сил, включая повышение производительности и затрат, выгоды, связанные с использованием возобновляемых (биоресурсов) ресурсов, повышение цен на нефть и повышение осведомленности об экологических воздействий и соответствующего законодательства.

Недавно были рассмотрены параметры обработки и технические характеристики широкого круга коммерческих биопластичных полимеров. Многие биопластики теперь имеют механические свойства, эквивалентные механическим свойствам их обычных аналогов (например, полипропилен (PP), полистирол и полиэтилен (PE)) и могут обрабатываться с использованием технологий, широко используемых в полимерной промышленности (например, компаундирование, обработка пленки и формование). Они нашли применение во многих коротких сроках службы, где биоразлагаемость является ключевой преимущественной функцией ( www.european-bioplastics.org), включая потребительскую упаковку (например, лотки, горшки, пленки и бутылки в упаковке для пищевых продуктов), одноразовые предметы для удобства (например, столовые приборы / посуда), сумки (магазины, садовые или бытовые отходы), мульчированные пленки для сельского хозяйства, и даже тройники для гольфа. Биопластичные полимеры также использовались в более прочных применениях, таких как текстиль, товары народного потребления, автомобильные детали и строительство и строительство, где основное внимание уделяется использованию возобновляемых (биоресурсов) ресурсов и любых неотъемлемых свойств биоразлагаемости, которые необходимо подавлять или контролировать дизайн [31].

Био-основанный и биоразлагаемый : важно признать, что не все биоматериалы на основе полимеров являются биодеградируемыми и наоборот. В равной степени важно признать, что такие атрибуты, как биоразлагаемость данного полимера, должны эффективно сочетаться с надлежащим управлением отходами, чтобы обеспечить максимальную экологическую выгоду. Для долговечных продуктов, где биоразлагаемость не является необходимым элементом по соображениям эффективности, безопасности и срока службы, необходимо идентифицировать альтернативные методы утилизации, такие как отходы до энергии или рециркуляции. Примерами таких прочных биополимерных полимеров являются биополиуретаны на основе полиолов из растительных масел для автомобильных и сельскохозяйственных транспортных средств [28, 59, 60], композиты из биоволокна для промышленного и автомобильного применения и последние разработки в области биополиэтилена, полученные из сахарного тростника, через этанол и этилен [23, 32, 50].

1.1.2. Управление отходами при получении биоразлагаемых материалов

Существует множество технологий для обработки традиционных пластмассовых упаковочных отходов [76] из бытовых отходов, включая: комплексный сбор и сжигание с извлечением энергии, селективное сжигание пластмасс с высокой теплотворной способностью (например, в цементных печах) и использование в качестве восстановителя в доменных печах или в качестве исходного сырья для переработки.

Ежегодно в Великобритании ежегодно поступает около 1 млн. тонн непарных бытовых смешанных пластиковых упаковочных отходов, и это, по оценкам, увеличится от 2 до 5 процентов в год. «Иерархия отходов», предложенная правительством Великобритании в качестве руководства для выбора вариантов минимизации воздействия отходов, признает сокращение и повторное использование в качестве наиболее благоприятных вариантов, когда целью является сведение к минимуму потребления материала или отвод материалов из потоков отходов [51].

Последствия биоразлагаемых биопластов при входе в поток отходов и обработке текущими имеющимися вариантами (рециркуляция, сжигание и свалка) кратко оцениваются ниже. Поскольку BDPs позволяют потенциальный вариант обработки отходов путем компостирования в качестве способа извлечения материалов и получения полезного продукта в качестве компоста, особое внимание будет уделяться компостированию биополимеров [21, 55].

Переработка

Биоразлагаемые пластмассы, которые попадают в поток муниципальных отходов, могут привести к некоторым осложнениям для существующих систем рециркуляции пластмасс. Например, добавление крахмала или натуральных волокон к традиционным полимерам может усложнить процессы рециркуляции [33, 44, 68]. Хотя возможно механическое повторное использование некоторых биопластичных полимеров, таких как PLA, несколько раз без значительного снижения свойств [37], отсутствие непрерывного и надежного снабжения биопластическими полимерными отходами в большом количестве в настоящее время делает рециркуляцию менее экономически привлекательной, чем для обычных пластмасс. Наконец, для некоторых применений, таких как упаковка пищевых продуктов (например, в упаковке из модифицированной атмосферы мясных продуктов), может потребоваться многослойное ламинирование различных биополимеров для повышения барьерных свойств, как и в обычных пластмассах, и это может поставить под угрозу рециркуляцию лома во время производства упаковки и отходов после потребителя [52].

Сжигание с выделением энергии

Большинство товарных пластмасс имеют валовую теплотворную способность (GCV), сравнимую с или выше, чем у угля [36]. Таким образом, сжигание с выделением энергии является потенциально хорошим вариантом после удаления всех подлежащих вторичной переработке элементов. Утверждается, что нефтехимический углерод, который уже имел одно дорогостоящее использование, когда он снова используется в качестве топлива при сжигании, представляет собой более экономичный вариант, чем сжигание нефти напрямую [34].

Отчеты комитетов по охране окружающей среды Парламента Великобритании поддержали мнение о том, что восстановление энергии для некоторых видов бытовых пластмассовых отходов является приемлемым вариантом управления отходами. Испытания, проведенные Британской федерацией пластмасс, показали, что современные установки для отходов в энергетику способны сжигать пластмассовые отходы, даже те, которые содержат хлорированные соединения, такие как ПВХ, не выделяя опасных или потенциально опасных выбросов диоксинов и фуранов. В настоящее время большая часть городских отходов сжигается. Сжигание подвергается постоянным сопротивлениям со стороны общественности. В безопасности сжигания и его вкладе в поставки возобновляемых источников энергии описано в отчете Miller-Klein Associates.

Считается, что извлечение энергии путем сжигания считается подходящим вариантом для всех биопластичных полимеров и возобновляемых (био) ресурсов в биопластичных полимерных продуктах, которые способствуют возобновляемой энергии при сжигании ( www.european-bioplastics.org ). Натуральное волокно целлюлозы и крахмал имеют относительно более низкий индекс, чем уголь, но похожи на древесину и, следовательно, все еще имеют значительную ценность для сжигания ( Davis & Song 2006 ). Кроме того, производство волокон и крахмальных материалов в первую очередь потребляет значительно меньше энергии [63] и, таким образом, вносит положительный вклад в общий энергетический баланс в жизненном цикле. В настоящее время отсутствие научных данных по GCV биопластичных полимеров (например, относительная важность содержания влаги (MC) и т.д.) Затрудняет точное определение их стоимости для извлечения энергии путем сжигания — необходимы дальнейшие исследования в этой области.

Полигон

Свалка отходов пластмасс является наименее предпочтительным вариантом в иерархии отходов в Великобритании. Это было привлекательно исторически, поскольку оно было чрезвычайно простым и дешевым без необходимого разделения, очистки или лечения. В 1999 году Западная Европа отправила 65% всех извлекаемых пластмасс в бытовые отходы (8,4 млн. Тонн в год) на полигон [34]. Однако подходящие места для захоронения отходов в Европе заканчиваются, и общественные озабоченности растут в связи с воздействием полигона на окружающую среду и здоровье из-за количества токсичных материалов в наземных муниципальных отходах и их потенциального выщелачивания с мест захоронения отходов [54], Сокращение количества отходов, которые в конечном итоге заканчиваются на полигонах, стало явной государственной политикой (Директива о захоронении отходов Европейской комиссии 1999/31 / EC ) и представляет собой особенно сложную задачу для достижения (например, около 60% муниципальных отходов в Англии по-прежнему сгружены по сравнению с примерно 37% во Франции и примерно 20% в Германии.

Свалка биологически разлагаемых материалов, включая биопластичные полимеры, садовые и кухонные отходы, представляет особую проблему в том, что метан, парниковый газ, в 25 раз превышающий эффект СО ₂ , может быть получен в анаэробных условиях [44]. Хотя такой «мусорный газ» может и захватывается и используется в качестве источника энергии, Директива о захоронении отходов (99/31 / EC) направлена на сокращение общего количества биодеградируемых муниципальных отходов (БМВ), отправляющихся на свалку на трех последовательных этапах, в конечном итоге 35 процентов от общего числа BMW в 1995 году к 2020 году.

Обработка биологических отходов: компостирование или анаэробное переваривание

В отличие от обычных нефтехимических полимеров, биоразлагаемые и компостируемые биопластичные полимеры могут быть компостированы. Это может осуществляться с помощью аэробных систем управления отходами, таких как компостирование для получения обогащенного углеродом и питательными веществами компоста для добавления в почву. В Великобритании в настоящее время насчитывается более 300 участков компостирования, которые ежегодно собирают около 2 миллионов тонн отходов (примерно 75% из которых составляют бытовые отходы, 5% муниципальных бытовых отходов и 20% коммерческих отходов: http: // www .organics-recycling.org.uk / ). Таким образом, аэробные системы биодеградации имеют первостепенное значение для БП [75].

Некоторые БП также подходят для анаэробных дигеров, в результате чего биообъекты могут быть превращены в метан, которые могут использоваться для привода генераторов для производства энергии [57, 70].

1.1.3. Биоразлагаемость и компостируемость

Органическая утилизация отработавшей/использованной упаковки является одним из нескольких вариантов утилизации в рамках всего жизненного цикла упаковки. В целях экономии ресурсов и минимизации образования отходов должна быть оптимизирована вся система жизненного цикла упаковки, что включает в себя предотвращение образования отходов, возможность повторного использования упаковки, а также утилизацию использованной упаковки.

Органическая утилизация включает в себя аэробное компостирование и анаэробную биогазификацию использованной упаковки и упаковочных отходов на муниципальных или промышленных установках для биологической обработки отходов и представляет собой вариант сокращения количества упаковочных отходов и объемов их переработки. Использование органической утилизации соответствует целям Директивы 94/62/ЕС.

Создание или обращение к биоразлагаемому продукту не имеет неотъемлемой ценности, если продукт после использования клиентом не попадает в систему управления отходами, в которой используются функции биоразлагаемости [61]. Рисунок 2 иллюстрирует интеграцию биодеградируемых пластмасс с инфраструктурами утилизации, которые используют эту биологически разлагаемую функцию пластикового изделия.

Рисунок 2 — Интеграция биоразлагаемых пластмасс с инфраструктурой утилизации.

Принципы и концепции компостирования

Компостирование может переносить биодеградируемые отходы, в том числе биоразлагаемые пластмассы, в полезные продукты для внесения поправок в почву. Компостирование представляет собой ускоренную деградацию гетерогенного органического вещества смешанной микробной популяцией во влажной, теплой, аэробной среде в контролируемых условиях. Биодеградация таких натуральных материалов будет производить ценный компост в качестве основного продукта наряду с водой и CO ₂ . CO ₂не способствует увеличению парниковых газов, поскольку он уже является частью цикла биологического углерода. Компостирование также является важной инфраструктурой утилизации, поскольку оно может получать другие биосодержащие отходы в дополнение к биодеградируемым пластмассам, например, более 50% потока ТБО обычно представляют собой садовые и пищевые отходы и не подлежащие вторичной переработке бумажные изделия [75].

Разлагаемый и биоразлагаемый

Ряд полимеров на рынке рассчитан на разлагаемость, т.е. они фрагментируются на более мелкие кусочки и могут даже ухудшаться до остатков, невидимых невооруженным глазом. Хотя предполагается, что продукты распада будут в конечном итоге разрушаться, нет данных для документирования полной биоразлагаемости в течение достаточно короткого периода времени (например, один вегетационный сезон в год). Следовательно, гидрофобные пластики с высокой площадью поверхности могут мигрировать в воду и другие отсеки экосистемы. В научной статье Томпсон и др . (2004) [73] сообщил, что пластиковые обломки по всему миру могут разрушаться (деградировать) и заканчиваться микроскопическими зернисто-или волокноподобными фрагментами и что эти фрагменты неуклонно накапливаются в океанах. Их эксперименты показывают, что морские животные потребляют микроскопические кусочки пластика, как видно в пищеварительном тракте амфипода. Фонд морских исследований Альгалита (см. www.algalita.org/pelagic_plastic.html) сообщает, что разрушенные пластиковые остатки могут привлекать и удерживать гидрофобные элементы, такие как полихлорированные бифенилы (ПХБ) и дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ), до 1 млн. фоновых уровней. ПХД и ДДТ находятся на фоновых уровнях в почве и разводятся, чтобы не создавать значительного риска. Однако разлагаемые пластиковые остатки с этими высокими поверхностными участками концентрируют эти химические вещества, что приводит к токсическому наследию в форме, которая может создавать риски в окружающей среде. Японские исследователи [53] аналогичным образом сообщили, что ПХД, DDE и нонилфенолы (NP) могут быть обнаружены в высоких концентрациях в деградированных гранулах ПП, собранных с четырех японских побережий. Эта работа показывает, что пластиковые остатки могут выступать в качестве транспортной среды для токсичных химических веществ в морской среде (см. обсуждение в Teuten et al., 2009 ) [71].

Поэтому проектирование гидрофобных полиолефиновых пластиков, таких как ПЭ, может быть разлагаемым, без обеспечения того, что деградированные фрагменты полностью усваиваются микробными популяциями в инфраструктуре захоронения за короткий промежуток времени, может нанести вред окружающей среде больше, чем если бы она не была разрушена , Тепло, влажность, солнечный свет и / или ферменты могут сокращать и ослаблять полимерные цепи, что приводит к фрагментации пластика и некоторому сшиванию, создавая более трудноизвлекаемые стойкие остатки. Можно ускорить разрушение пластмасс контролируемым образом, чтобы сгенерировать эти фрагменты, некоторые из которых могут быть микроскопическими и невидимыми для невооруженного глаза, и была сделана некоторая изящная химия, чтобы это произошло, как сообщается в литературе ( Скотт & Wiles 2001) [67]. Однако эта деградация / фрагментация не является биодеградации как таковой, и эти деградированные, гидрофобные полимерные фрагменты представляют потенциальные риски в окружающей среде, если они полностью не ассимилируются микробными популяциями, присутствующими в системе удаления за относительно короткий период.

Измерение биоразлагаемости

Микроорганизмы используют углеродные субстраты для извлечения химической энергии, которая стимулирует их жизненные процессы путем аэробного окисления глюкозы и других легко используемых С-субстратов [58, 59]:

Таким образом, мера скорости и количества СО _2,образовавшихся в процессе, является прямой мерой количества и скорости микробного использования (биодеградации) С-полимера. Это составляет основу для различных международных стандартов для измерения биоразлагаемости или микробного использования испытательного полимера / пластмасс. Скорость и степень биодеградации или микробного использования испытуемого пластического материала можно измерить, используя его в качестве единственного источника добавленного углерода в тестовой системе, содержащей микробно-богатый матричный компост в присутствии воздуха и в оптимальных температурных условиях ( предпочтительно при 58 ° С, что представляет собой термофильную фазу).

На рисунке 3 показаны типичные данные, полученные при выбросе процента углерода (в виде CO ₂) из биопласта, экспонированного в среде компостирования, изображается как функция времени. Во-первых, происходит лаг-фаза, во время которой микробная популяция адаптируется к имеющемуся тестовому С-субстрату. Затем следует фаза биодеградации, в течение которой адаптированная микробная популяция начинает использовать углеродный субстрат для своих клеточных жизненных процессов, измеряемый путем конверсии углерода в тестируемый материал в CO ₂ . Наконец, выход достигает плато, когда использование подложки в основном завершено.

Рисунок 3- Пример данных теста биодеградации биоразлагаемого биополимера, оцененного как выброс CO ₂в течение 180 дней.

Кривая выброса CO ₂ показывает типичную фазу лага, фазу биодеградации и фазу плато.

Основываясь на вышеуказанных концепциях, комитет ASTM D20.96 по биобезопасным и экологически чистым пластикам ( www.astm.org ) разработал спецификационный стандарт D6400 (см. также D6868) для продуктов, заявляющих, что они подлежат биодеградации в условиях компостирования или компостируемых пластмасс [34]. Вышеуказанный стандарт спецификации соответствует стандартам в Европе, Японии, Корее, Китае и Тайване. EN13432 «Требования к упаковке, извлекаемые путем компостирования и схемы тестирования биодеградации и критерии оценки окончательной приемки упаковки» — это европейский стандарт (норма) и аналогичный D6400. В действующем британском стандарте BS EN 13432 (2000) рассматриваются требования к упаковке, подлежащей возмещению за счет компостирования, биоразложения и схемы испытаний и критериев оценки для окончательного принятия упаковки. На международном уровне Международная организация по стандартизации (ИСО) разработала ISO 17088 «Спецификация для компостируемых пластмасс», которая соответствует этим европейским и американским нормам.

Основными требованиями этих всемирных стандартов для полного биодеградации в условиях компостирования являются:

превращение в CO ₂ , воду и биомассу посредством микробной ассимиляции испытуемого полимерного материала в виде порошка, пленки или гранул.
Девяносто процентное превращение углерода в тестируемом полимере в CO ₂ . Уровень 90 процентов, установленный для биодеградации в тесте, составляет ± 10% статистической изменчивости экспериментального измерения; другими словами, есть ожидание для демонстрации практически полного биодеградации в среде компостирования теста.
Такая же скорость биодеградации как натуральные материалы — листья, бумага, трава и обрывки пищи.
Время-180 дней или менее (ASTM D6400 также имеет требование, чтобы при использовании радиоактивно меченного полимера и измеряемого радиоактивно меченый СО ₂ время можно было продлить до 365 дней).

Важное значение имеют также два дополнительных требования:

Дезинтеграция: <10 процентов массы испытуемого материала, удерживаемого ситом 2 мм, с использованием испытательного полимерного материала в форме и толщине, идентичной конечной цели использования продукта — см. ISO 16929 и ISO 20200.
Безопасность: результирующий компост не должен оказывать никакого воздействия на растения, используя Руководство OECD 208, Наземные растения, тест роста или аналогичные, такие как PAS 100 ( BSI 2002 ). Кроме того, содержание регулируемых (тяжелых) металлов в полимерном материале должно быть меньше заданных пороговых значений, например, 50% EPA (США и Канада) предписанного порога.

Компостирование на практике

Обработка биодеградируемых пластмасс путем компостирования теперь рассматривается во многих частях мира как подходящая форма восстановления материала. В Великобритании это разрешенный вариант восстановления, указанный в Правилах ответственности производителя (Packaging Waste) с поправками, внесенными в 1997 году.

В крупномасштабном исследовании с марта 2001 года в Касселе, Германия, упаковка BDP была введена в местную розничную торговлю [47]. Цель этой схемы состояла в том, чтобы ввести биоразлагаемую упаковку и управлять ее разделением источников домохозяйствами, чтобы ее можно было собрать с помощью потока органических отходов для производства компоста. Эта схема требовала большого планирования до запуска, чтобы общественность получила достаточную информацию о BDP, их маркировке, разделении и сборе. Смешанная упаковка и органические отходы компостировались на полномасштабном участке компостирования и проводились на коммерческом уровне. Контролировалось сырье для компоста, чтобы обеспечить относительно низкую долю одного пластика до 99 частей органических отходов на основе массы. Полученный компост не показал различий в показателях качества по сравнению с обычным компостом, содержащим исключительно зеленые отходы и оказал такое же положительное влияние на характеристики почвы и растений [47, 49].

Опросы домовладельцев показали, что 82 процента населения Касселя могут четко идентифицировать логотип, напечатанный на компостируемых полимерах, а 90 процентов поддерживают замену обычной пластиковой упаковки на компостируемую упаковку. Успех этой программы создал спрос на дополнительные продукты, которые можно переваривать / деградировать так же, как «обычные» органические отходы. Преимущества для этого в два раза: (1) повышение эффективности разделения и сбора (бытового или централизованного) и (2) сокращение количества отходов на свалку или сжигание.

Однако в некоторых законодательных актах существует ряд ограничений для индустрии компостирования. В мае 2003 года Постановление о побочных продуктах животных (ABPR) начало осуществление Соединенными Штатами положений ЕС. ABPR делит побочные продукты животного происхождения на три категории и предусматривает средства сбора, транспортировки, хранения, обработки и использования или удаления для каждой категории: категории 1, материалы с наивысшим риском, такие как туши, зараженные BSE, скрепи и т.д .; категория 2, также материалы с высоким уровнем риска, такие как животные, которые погибают на фермах и животных, которые непригодны для потребления человеком; и категории 3, материалы, которые пригодны (но не предназначены) для потребления человеком, такие как рыба, молоко, части убитых животных и т. д. Домашние кухонные отходы и путем объединения биоразлагаемой пищевой упаковки (поскольку она вступила в контакт с пищевыми продуктами,

Несмотря на то, что ABPR не применяется к сайтам, принимающим только зеленые отходы ботанического сада, многие местные власти уже начали сбор смешанных органических отходов (сад и кухня) или рассматривают смешанные коллекции для достижения законодательных целей. Для сбора смешанных органических отходов большая часть собранного материала поступает из ботанических источников; однако из-за наличия отходов кухни / общественного питания все отходы должны быть компостированы в сосуде, чтобы соответствовать требованиям. Местные власти могли собирать органические ботанические отходы отдельно от отходов, полученных из кухни, но это имеет обширные материально-технические и стоимостные проблемы (отдельные транспортные средства, оборудование для экипажа и компостирования). Компостирование внутри судна является более дорогостоящим, чем методы открытой валки, обычно используемые для чистых «зеленых отходов».

Озабоченность по поводу потенциальной экотоксичности продуктов деградации привела к разработке и принятию соответствующих международных стандартов для компостируемых полимерных продуктов. Например, EN 13432 требует, чтобы компостируемые полимерные материалы должны соответствовать европейским или там, где их нет, национальным требованиям к компостируемости.

1.1.4. Анализ рынка одноразовой посуды на российском рынке

По оценкам специалистов, российский рынок одноразовой посуды на сегодняшний день составляет около 100 млн. евро, рост продаж одноразовой посуды — 10-15% в год. Невысокие темпы роста, по мнению экспертов, объясняются в первую очередь появлением новых мелких производителей в регионах. По сравнению с Европой и США в России уровень потребления одноразовой посуды примерно в 10 раз ниже, поэтому рынок считается перспективным. По мнению аналитиков, на протяжении нескольких лет рынок будет демонстрировать рост порядка 12%. Эксперты отмечают несколько вариантов сегментирования рынка одноразовой посуды. Один из критериев – материал посуды. Так, доля бумажной одноразовой посуды достигает 11,9% в натуральном выражении. Доля посуды из полимерных материалов составляет 88,1% из которых на посуду из полипропилена, полистирола и вспененного полистирола приходится соответственно 45, 40 и 15% (рисунок 4, по материалам http://infovend.ru/2011/05/obzor-rossiyskogo-ryinka-odnorazovoy-posudyi/ и http://odnorazka.ru/stposuda1.html).

Если же рассматривать структуру рынка одноразовой посуды с точки зрения видов столовых предметов, то можно отметить, что наиболее массовой товарной позицией являются стаканчики, которым принадлежит 45% производства. Тарелки занимают 30% рынка, столовые приборы – 22%. Эксперты отмечают, что в последнее время всё большую популярность завоёвывает одноразовая посуда премиум-класса (бокалы для шампанского и вина, кофейные чашки) – ей принадлежит 3% рынка (рисунок 5).


Рисунок 4 — Структура рынка одноразовой посуды по материалам изготовления http://infovend.ru/2011/05/obzor-rossiyskogo-ryinka-odnorazovoy-posudyi/	Рисунок 5 — Структур рынка одноразовой посуды по видам http://article.unipack.ru/32939/

Тенденция появления новых мелких производителей в регионах обусловлена тем, что перевозка одноразовой посуды на большие расстояния нецелесообразна с экономической точки зрения. И если раньше более половины объемов продаж одноразовой посуды приходилось на Москву, то в настоящее время основной прирост рынка осуществляется за счет регионов.

В целом, на российском рынке одноразовой посуды представлено более 100 предприятий, из которых в верхнем ценовом сегменте работают 5-8 компаний, контролирующих почти половину рынка. Ведущим производителем в стране остается компания Huhtamaki (ООО «Хухтамаки С.Н.Г.», Московская область), крупнейший мировой производитель одноразовой посуды и упаковки. На долю этой компании приходится 38,9% всей произведенной одноразовой посуды. Клиентами этой компании являются McDonald’s, Pepsi и Nestle. Среди других компаний следует отметить ООО «Мастер Кап», клиентами которого является ЗАО «Интеко», Компанию «Артпласт» и ПТГ «Мистерия» (Москва, завод «Диапазон»). Российские производители сейчас контролируют около 94% рынка в целом в натуральном выражении. По данным исследований, импорт одноразовой посуды в Россию составляет небольшую долю рынка.

Основными импортерами одноразовой посуды в Россию являются: транснациональная компания Huhtamaki (Финляндия, Польша, Италия, Германия, Великобритания), на которую приходится 18% импорта в натуральном выражении, а также компании Dopla S.P.A (Польша) и RPC Tedeco-Gizeh Kft (Венгрия, Польша) – их доли составляют соответственно 15,4 и 12,1% импорта.

Специалисты отмечают, что дизайн одноразовой посуды не менее важен, чем ее потребительские качества. Появились на рынке такие новинки, как фигурные трубочки для коктейлей из жесткого пластика, выполненные в форме сердечка, скрипичного ключа, спирали. Популярными становятся коллекции: тарелки, салфетки, скатерти, стаканы, трубочки для сока и коктейля — все с одинаковым рисунком. Очень популярны яркие детские дизайны с героями мультфильмов, с забавными рисунками. У взрослых покупателей красочная продукция также пользуется спросом: все чаще потребители выбирают футуристические, геометрические наборы, посуду с цветами или надписями. Что касается премиум-сегмента, то наиболее важными характеристиками являются яркость, инновационность формы и дизайна, возможность выбора полной коллекции одноразовой посуды в определенной цветовой и стилистической гамме, а также возможность нанесения печати.

Эксперты отмечают, что характерной особенностью рынка одноразовой посуды является его подверженность сезонным колебаниям. Самое заметное увеличение продаж приходится на сезон отпусков – с мая по сентябрь. Наиболее востребованными ассортиментными позициями являются стаканы, столовые приборы, кофейные чашки, тарелки. В этот период объемы закупок наращивают авиакомпании, летние кафе, розничные сети.
Эксперты отмечают, что для каждого вида посуды существует свой временной интервал наиболее активных продаж. Так, стаканы емкостью 200 миллилитров из полистирола активно продаются с апреля по сентябрь, стаканы емкостью 500 миллилитров – с мая по июль. Чашка кофейная и стаканы из полипропилена пользуются спросом в холодное время года. У производителей тарелок большие проблемы по реализации этой продукции девять месяцев в году, кроме лета, поэтому они обычно также выпускают пищевые контейнеры, кофейные чашки или стаканы из полипропилена.
Одновременно с этим, специалисты отмечают, что фактор сезонности постепенно нивелируется. В последние годы многие потребители используют одноразовую посуду и дома в любое время года. В результате ассортимент перестает подвергаться заметным сезонным колебаниям, и объемы продаж становятся стабильными на протяжении всего года. В сезон основную роль играет цена, а дизайн и расфасовка, становятся актуальными, когда активность на рынке заметно спадает (по материалам http://infovend.ru/2011/05/obzor-rossiyskogo-ryinka-odnorazovoy-posudyi/, http://article.unipack.ru/32939/ и http://odnorazka.ru/stposuda1.html )

Наличие стабильного потребительского спроса, с каждым годом все менее подвергающегося сезонным колебаниям, приводит к появлению большого количества мелких производителей одноразовой посуды. Специалисты отмечают, что выпуск пластиковой посуды — это рентабельный бизнес, который окупается за год-полтора.

Для производства одноразовой посуды требуется термопласт-автомат, стоимость которого колеблется от 35 тысяч $ до 1 миллиона. К данному аппарату необходимо купить две термоформовочные машины — каждая по $30-40 тыс. Лидером рынка оборудования для производства одноразовой посуды являются фирмы из Германии и Австрии (по материалам http://delaj-dengi.ru/bizidea/prizvodstvo-odnorazovoj-posudy.html и http://openbusiness.ru/html/onetime.htm)

Основной вид сырья для производства – полипропилен — производится всего на трех заводах — Московском НПЗ, в Уфе и Томске. Основные поставщики полистирола в России — это предприятия в городе Салават в Башкирии, в Тульской области и в Омске. Кроме того, крупные партии закупаются на Украине, в Луганске.

Нестабильность цены на нефть и колебания курса доллара непосредственно отражаются на стоимости сырья для производства — полимеров. Из-за нестабильности этих факторов стоимость полимеров постоянно растет — соответственно, растет стоимость и производства одноразовой продукции. В результате постоянно идут поиски замены сырья. Специалисты считают, что в ближайшие 10-летия будут найдены новые его виды (по материалам http://openbusiness.ru/html/onetime.htm, http://odnorazka.ru/stposuda1.html) Половина объема производимой одноразовой посуды – около 51% — потребляется в таких городах как Москва и Санкт-Петербург. В данных городах активно развивается потребление одноразовой бумажной продукции. На остальной территории России большинство потребителей все-таки предпочитают дешевый пластик. Специалисты отмечают, что в столице три тысячи объектов быстрого питания, больше сотни ресторанов и больше двух тысяч мобильных тележек и палаток.

Одноразовую посуду потребляют кейтеринговые фирмы (доставка обедов) – 5%; открытые кафетерии – 20%; рестораны, кафе – 5%; потребление населением для выездов на пикники – 25%; вендинговые компании и производители салатов, выпечки – 3% и стационарные точки общепита – 42% (рисунок 6).

Рисунок 6 — Структура потребления одноразовой посуды по сегментам http://delaj-dengi.ru/bizidea/prizvodstvo-odnorazovoj-posudy.html

Эксперты считают, что рынок кейтеринга освоен всего на 20-20% и его емкость огромна. Развивается рынок довольно высокими темпами. По мнению экспертов, он увеличивается на 15%-20% в год. Кейтеринг востребован в любой сезон. Так, с января до февраля популярны вечеринки, ужины и частные мероприятия. С февраля по июнь время корпоративных вечеринок и мероприятий, лето — период свадеб, пикников и организации отдыха на природе, осенью проводятся мероприятия по формированию командного духа компании. Самый высокий спрос для кейтеринговых компаний наступает в декабре, ближе к новогодним праздникам (по материалам http://indexbox.ru/research/publications/?publication_id=33 и http://delaj-dengi.ru/bizidea/prizvodstvo-odnorazovoj-posudy.html)

Результаты международных исследований компании Freedgonia свидетельствуют о том, что рынок одноразовой посуды будет расти на 4,8% в год. Наибольший рост покажут рынки Китая, России и Индии, но США сохранит свои позиции самого крупного потребителя одноразовой посуды.
Отечественный рынок одноразовой посуды далек от полного насыщения, несмотря на стабильный ежегодный прирост. Растущая потребность в одноразовой посуде объясняется ускорением темпа жизни и ростом дохода на душу населения, и, как следствие, развитием ресторанов быстрого питания. Точки общепита, по мнению исследователей, как раз и останутся основными потребителями всех видов одноразовой посуды. Тем не менее, потребление одноразовой посуды россиянами на порядок ниже западных аналогов. Это говорит о том, что российский рынок весьма перспективен и имеет хорошие предпосылки к дальнейшему развитию.

1.2. Обзор технологии получения биоразлагаемых полимеров и пластиков

Ужесточающиеся год от года экологические требования на уровне международного сообщества рано или поздно поставят вопрос об утилизации использованных полимерных изделий перед всеми странами мира.

То, что сейчас кажется чудачеством экологов, станет обязательной нормой. «Нефтехимия РФ» обратилась к теме биоразлагаемых пластиков, чтобы понять, насколько развиты эти технологии в мире и могут ли они быть реальной альтернативой традиционным полимерам.

Синтетические полимеры, обладая уникальными свойствами и относительно низкой ценой, в последние десятилетия безраздельно господствуют практически во всех сферах человеческой жизни. Однако эти соединения имеют два принципиальных недостатка. Во-первых, подавляющее большинство пластиков производится из невозобновляемого углеводородного сырья, запасы которого ограничены. Во-вторых, большинство полимеров не разлагаются в природе, что приводит к загрязнению окружающей среды и проблемам утилизации [22].

Если первое соображение пока не кажется таким уж реальным, то экологические мотивы уже заставляют многие страны и регионы ограничивать использование полимеров.

Так, в Тайване с 2003 года полимерные пакеты запрещены к использованию во всех торговых центрах. То же произошло в Лос-Анджелесе в 2007 году. С пластиковыми пакетами борются в Кении, Руанде и Танзании. В Бангладеш использование пластиковых пакетов запрещено полностью, после того как было обнаружено, что они, засорив дренажные системы, явились основной причиной наводнений в 1988 и1998 годах, которые затопили 2/3 страны. Во многих странах Европы существуют налоги на пластиковые пакеты. В декабре 2010 года их запретили в Италии.

Если меры по охране среды будут ужесточаться, а цены на нефть и газ продолжат расти, то возможна смена парадигмы в области производства и использования полимеров, то есть переход к производству биоразлагаемых пластиков из возобновляемого сырья наступит гораздо быстрее, чем мы этого ожидаем.

Все производимые и изучаемые технологии биоразлагаемых пластиков делятся на четыре группы.

Первая – это полимеры, выделенные из биомассы, и природные полимеры: крахмал, целлюлоза, белки.

Вторая – полимеры, производимые микроорганизмами в ходе своей жизнедеятельности (полигидроксиалканоаты, бактериальная целлюлоза).

Третья – полимеры, искусственно синтезированные из природных мономеров (например, полилактиды).

И последняя группа – традиционные синтетические пластики с введенными в них биоразрушающими добавками. Эти технологии активно развиваются в странах с постиндустриальной экономикой. Прежде всего, в США и Европе. Свои разработки и внедрения есть в Китае, Японии, Корее.

А вот в России поиск технологий получения полимеров из возобновляемого сырья и биодеградируемых пластиков идет неактивно. С одной стороны, это странно, ведь Россия располагает большими ресурсами достаточно дешевых зерновых, которые могли бы служить сырьем для производства биополимеров. Но с другой стороны, это достаточно закономерно.

Научные разработки в области экотехнологий у нас в принципе не популярны, да и получить на них финансирование научным центрам (в основном, государственным) довольно сложно. С другой стороны, уровень потребления традиционных пластиков в России крайне низкий. Насыщение базовых потребностей в традиционных полимерах еще не произошло, поэтому кажется, что заниматься биотехнологиями в нефтехимии еще рано. Да и нефти в России пока достаточно.

Направление по использованию природных полимеров, прежде всего, интересно тем, что ресурсы исходного сырья постоянно возобновляемы и практически не ограничены.

Наиболее широко из ряда природных соединений в биоразлагаемых упаковочных материалах используется крахмал. Пластические массы на основе крахмала обладают высокой экологичностью и способностью разлагаться в компосте при 30 °С в течение двух месяцев с образованием благопри ятных для растений продуктов распада. С целью снижения себестоимости биоразлагаемых материалов бытового назначения (упаковка, пленка для мульчирования в агротехнике, пакеты для мусора) используется неочищенный крахмал, смешанный с поливиниловым спиртом и тальком.

В качестве возобновляемого природного биоразлагаемого начала при получении термопластов активно разрабатываются и другие природные полисахариды: целлюлоза, хитин, хитозан. Полимеры, полученные взаимодействием целлюлозы с эпоксидным соединением и ангидридами дикарбоновых кислот, полностью разлагаются в компосте за 4 недели. На их основе формованием получают бутыли, разовую посуду, пленки для мульчирования. Из тройной композиции (хитозан, микроцеллюлозное волокно и желатин) получают пленки с повышенной прочностью, способные разлагаться микроорганизмами при захоронении в землю. Они применяются для упаковки, изготовления подносов и т.д. Пищевую упаковку производят также из природного белка – цеина [3, 16, 23].

Исследования промышленных способов получения биополимеров начались в конце 1980-х в Италии компанией Novamont S.p.a. Сегодня она располагает заводом продуктов на основе крахмала мощностью 60 тыс. тонн в год. В Германии работают фирмы Biotec (20 тыс. тонн в год) и BIOP Biopolymer Technologies (3,5 тыс. тонн в год), причем последняя также торгует лицензиями на собственную технологию получения биопластиков. В Голландии базируется компания Rodenburg Biopolymers с мощностями 40 тыс. тонн. Компания Limigrain Cйrйales Ingrйdients производит 10 тыс. тонн полимера на основе крахмала. В США крупным производителем является Cereplast Inc.

При росте некоторых микроорганизмов на средах, содержащих питательные углеродные вещества и имеющих дефицит азота или фосфора, микробныеклетки начинают синтезировать и накапливать полигидроалканоаты (PHA), которые служат им резервом энергии и углерода. При изменении окружающей среды в случае голода микроорганизмы могут разлагать PHA и использовать образующиеся продукты для питания. Это свойство бактерий человек использует для промышленного получения полигидроалканоатов. Важнейшими из них являются полигидроксибутират (PHB) и его сополимер с полигидроксивалератом (PHV) [24, 25].

Полигидроксиалканоаты – это полностью биодеградируемые пластики. В компосте при влажности 85% и температуре 20-60 °С разлагается на воду и углекислый газ за 7-10 недель.

PHV бактериального происхождения был открыт в 1925 году во Франции у бактерий Ralstonia entrophus и Bacillus megaterium. Первое промышленное производство сополимеров PHB-PHV организовала в 1980 году английская фирма ICA. Полимер получил название Biopol. Он характеризуется относительной термостабильностью, пропускает кислород, устойчив к агрессивным химикатам и имеет прочность, сопоставимую с полипропиленом.

Biopol выпускается до сих пор несколькими компаниями, но объемы не превышают 10 тыс. тонн в год. Дело в том, что его стоимость составляет $10-15 за кг – это в 8-10 раз выше, чем у традиционных пластиков. Поэтому основные сферы применения – медицина (биоразлагаемые шовные нити, штифты, пленки, капсулы для доставки лекарств), упаковка некоторых парфюмерных товаров, изделия личной гигиены[44].

В США в городе Клинтон компанией Тelles был запущен завод по производству PHBV мощностью 50 тыс. тонн в год. Пластик получил название Mirel, его предполагаемая цена – $4,5-5,5 за кг. Отметим, что традиционный полиэтилен низкого давления стоит в России около $2,2-2,5 за кг. Сырьем для предприятия Тelles служит глюкоза, получаемая из осахаренного кукурузного крахмала. Стоимость сырья в себестоимости PHBV составляет при этом 60%. Поэтому основные усилия ученых и технологов направлены на поиск дешевого сырья для производства PHA. Для России перспективным сырьем сегодня является крахмал зерновых (пшеница, рожь, ячмень) и, в перспективе, производные древесного сырья.

Бактерии могут производить не только готовые полимеры, но и сырье – мономеры, из которых уже искусственно можно получать пластики. Самым распространенным биоразлагаемым полимером из этой группы является полимолочная кислота (PLA). Производство мономера – собственно молочной кислоты – микробиологическим способом дешевле традиционного, так как бактерии синтезируют ее из доступных сахаров в технологически несложном процессе. Сам полимер молочной кислоты (точнее, смесь двух оптических изомеров одного и того же состава) имеет достаточно высокую термическую стабильность: температуру плавления 210-220 °С, температура стеклования – около 90 °С.

Изделия из PLA характеризуются высокой жесткостью, прозрачностью и блеском, напоминая в этом отношении полистирол. В качестве пластификатора можно использовать сам мономер – молочную кислоту.

Патент на способ промышленного получения PLA был выдан компании DuPont еще в 1954 году. Однако коммерциализация этого биопластика началась лишь в XXI веке. В 2002 году в городе Блэр в США фирмой Nature Work был запущен завод мощностью 140 тыс. тонн по производству PLA из глюкозы кукурузного крахмала. Сегодня это крупнейший производитель PLA в мире, его мощности уже 280 тыс. тонн. В ближайшие 5-10 лет планируется строительство третьего завода, сырьем для которого будут практически бесплатные отходы переработки кукурузы. Продукцию завода в Блэр перерабатывают множество компаний, только в Европе их более 30.

В Старом Свете также функционирует несколько заводов PLA, ряд мелких производителей есть в Азии. Известные мировые инжиниринговые компании также осваивают новую нишу. Лицензии на технологию PLA предлагают, например, Sulzer Chemtech Uhde Inventa-Fischer[20,48].

PLA самый дешевый из биопластиков, его цена – $2,2-4,5 за кг. Свойства PLA определяют его широкое применение: он устойчив к действию ультрафиолетового света, плохо воспламеняется и горит с малым выделением дыма.

Переработка PLA возможна практически любыми современными методами вплоть до экструзии пленок. Кроме того, PLA – полностью биоразлагаемый полимер. Изделия из PLA при компостировании полностью разлагаются на воду и углекислый газ за период 20-90 дней.

Главные области применения PLA – упаковка (сумки, тара для пищевых продуктов), бутылки для молока, соков, воды, но не газированных напитков, так как PLA пропускает углекислый газ. Из PLA также изготавливают игрушки, корпусы сотовых телефонов, компьютерные мышки и ткани. Пока развитие этого биопластика сдерживается его ценой. Однако прогнозируется, что новые технологии сделают его конкурентоспособным с полиэтиленом и полипропиленом уже до 2020 года[44].

Одним из вариантов добиться биодеградации традиционных пластиков является использование специальных добавок. Как правило, это соединения переходных металлов, которые на свету и/или в тепле катализируют разложение полимеров. Проблемы тут две. Добавки должны допускать обработку полимера традиционными способами (литье, формование, выдув, экструзия), при этом полимеры не должны разлагаться, хотя подвергаются температурной обработке. Кроме того, добавка должна ускорять разложение полимера на свету, но допускать длительный период его использования. Тоже на свету. Иными словами, добавка должна «включать» разложение в определенный момент. Это существенная сложность.

Современные добавки допускают типовые способы обработки полимеров, но с условием,что время нахождения сырья в зоне нагрева не должно превышать 7-12 минут.

Малый процент добавки (обычно 1-8%) почти не сказывается при этом на остальных технологических режимах обработки, единственное – нужно равномерно распределять ее по объему полимера.

Очевидно, что использование биоразлагающих добавок целесообразно в тех изделиях, которые часто и массово, используются и выбрасываются. Это пакеты, сельскохозяйственные и упаковочные пленки, одноразовая посуда, бутылки и т.п. Поэтому наиболее популярные полимеры для использования с добавками – это полиэтилен, полипропилен, ПЭТФ. Основными производителями таких добавок являются американские компании Willow Ridge Plastics, BioTec Environmental, ECM BioFilms. Но одним из лидеров и пионеров рынка является британская Symphony Environmental со своей добавкой D2W. Как правило, добавки этих фирм работают с полиолефинами, однако, например, добавки серии EcoPure фирмы Bio-Tec Environmental можно использовать более чем с 15 полимерами. ECM BioFilms выпускает добавки для полистирола, полиуретанов и ПЭТФ. Срок деградации может варьироваться от 9 месяцев до 5 лет. Стоимость добавок за оптовую партию может составлять от $4,2 до $18 за кг в зависимости от производителя.

Пока биоразлагаемые пластики из природного сырья не могут составить конкуренцию традиционным по самой простой причине – ценовой. Точно так же использование дорогих биоразлагающих добавок приводит к удорожанию изделий и из традиционных полимеров [48,76].

Ожидается, что самые дешевые из сегодняшних биопластиков смогут конкурировать с традиционными по цене к 2020 году. Вместе с тем, осознание той реальной цены, которую человечество должно платить за сохранение среды своего обитания, так или иначе приведет к введению серьезных ограничений на использование неразрушающихся изделий массового спроса и переходу к пусть более дорогим, но более экологичным материалам. Поэтому крупнейшие частные компании и научные центры многих стран занимаются поисками новых, более дешевых технологий получения биопластиков.

Вместе с тем, не во всех сферах человеческой жизни известные пластики из природного сырья могут заменить традиционные. Речь идет, скорее всего, о продуктах массового спроса. В крайнем случае, приемлемым выходом является применение биоразрушающих добавок и использование технологий рецикла полимерных отходов.

Таким образом, биоразлагаемые полимеры в будущем будут играть большую роль в упаковочном секторе. Биоразлагаемые пластмассы и другие биообъекты, такие как отходы бумаги, пищевых продуктов и садовых отходов, как правило, непригодны для захоронения отходов из-за их способности выделять метан в анаэробных условиях, и их удаление этим методом несовместимо с Директивой о полигонах.

Биоразлагаемые биопластики наиболее подходят для обработки биологических отходов с помощью промышленного компостирования.

Внедрение эффективных биологических методов переработки биоразлагаемых биопластов требует поддержки со стороны четких схем сертификации и маркировки [26]. Биопластичные полимеры обладают большим потенциалом для внесения вклада в восстановление материалов, сокращение отходов и использование возобновляемых ресурсов. Широкое информирование общественности об этих материалах и эффективной инфраструктуре для строгого контроля за сертификацией, сбором, отделением и компостированием будет иметь решающее значение для получения этих преимуществ в полном объеме.

1.2.1. Разрушаемые полимеры микробиологического происхождения

Особое место среди биоматериалов нового поколения занимают полимеры микробиологического происхождения — так называемые полигидроксиалканоаты ПГА, (английская аббревиатура — PHA, polyhydroxyalkanoates) (Volova, 2004; Sudesh, Abe, 2010; Chanprateep, 2010.). Потенциально сферы применения ПГА широки и могут включать сельское и коммунальное хозяйство, радиоэлектронику, фармакологию. Особо перспективны эти полимеры для разработки изделий и устройств медико-биологического назначения, включая возможность получения нетканых и одноразовых изделий, шовных и перевязочных материалов, контролируемых систем доставки лекарственных средств, матриксов для клеточной и тканевой инженерии, элементов для восстановительной хирургии и трансплантологии (Volova et al., 2013; Microbiol. Monogr. Plastics from bacteria. Natural functions and applications, 2010; Sudesh, 2010).

Полигидроксиалканоаты находятся на втором месте по значимости среди разрабатываемых сегодня биопластиков. ПГА синтезируются в одну стадию биотехнологическим способом на различных типах сырья, включая отходы сахарной промышленности, производства пальмового масла, гидролизаты растительных биомасс и др. В отличие от полилактидов ПГА термопластичны, имеют более высокие прочностные характеристики, не растворяются в водных средах, поэтому сроки их биодеструкции более длительны; продукт распада — мономеры масляной кислоты — не вызывает такого резкого закисления тканей, как молочная кислота. ПГА имеют следующие особенности и преимущества: 1) технология биосинтеза ПГА позволяет получать образцы полимеров разной химической структуры, различающихся степенью кристалличности, гибкости, механической прочности, скоростями биодеградации; 2) базовые свойства ПГА дают возможность применять различные способы переработки (прессование из расплавов и порошков, экструзию из расплавов, переработку из растворов и эмульсий) для получения широкого спектра изделий — пленок, мембран, шовных волокон, объемных плотных и пористых матриксов, полимерных покрытий, полимерных эндопротезов различных типов; 3) основной компонент ПГА — 3-гидроксимас-ляная кислота — является естественным продуктом обмена клеток и тканей, а конечный продукт биодеградации ПГА — диоксид углерода и вода; это позволяет получать изделия для биомедицины высокой биосовместимости, имплантация которых не сопровождается образованием продуктов, влияющих, например, на рН тканей, вызывающих воспалительные или иные негативные реакции (например, имеющие место при деградации полилактидов); 4) истинная биологическая деградация и возможность варьирования состава ПГА позволяют задавать времена и кинетику разрушения.

Возможности микробиологического синтеза полимеров, хоть и привлекают внимание исследователей, но в настоящее время существенно уступают практике использования процессов полной конверсии или биомодификации исходного сырья. Среди обнаруженных к настоящему времени биокатализаторов насчитывается несколько сотен ферментов-деполимераз, основная функция которых заключается в деградации полимерных субстратов до моно- и олигомеров с относительно малой степенью полимеризации. Эти ферменты различаются:

– по типу катализируемой ими химической реакции – гидролиз, перенос определенных химических групп, дегидратация, изомеризация и т. д.);

– способу действия на полимерный субстрат;

– специфичности к природе мономерных остатков полимера;

– специфичности к типу связей, соединяющих мономерные звенья субстрата, и т. д.

Сложность изучения механизма действия деполимераз обусловлена неоднородностью полимерных материалов, представляющих собой целый спектр субстратов с различной реакционной способностью, примером тому являются сложные по строению природные макромолекулярные соединения гемицеллюлоз, пектина, крахмала и т. д. Вместе с тем закономерности ферментативной деструкции составляющих их полимеров достаточно сходны и определяются в основном надмолекулярной структурой субстрата и активных центров деполимераз.

Для различных сфер человеческой деятельности необходимы полимерные материалы. Среди них – широко применяемые и известные синтетические материалы, а также полимеры биологического происхождения. Одним из направлений получения биодеградируемых материалов является совмещение синтетических полимеров с природными. Среди последних наибольшее внимание уделяется полимерам класса полисахаридов. Поэтому была получена серия образцов композиций на основе ПВХ, содержащих природные полисахариды-крахмал, хитозан, целлюлозу. Известно, что присадка природных полимеров к синтетическим способствует увеличению степени биоразлагаемости композиций в целом [65].

1.2.2. Биоповреждения полимерных материалов микроорганизмами

Взаимоотношения биосферы и создаваемых человеком материалов, изделий и технических устройств носят сложный и многоплановый характер вследствие огромного разнообразия живых организмов, вызывающих биоповреждение, и объектов их нападения. Среди различных видов биоповреждений микробиологичекие являются наиболее распространенными и приносят наибольший ущерб. Их доля составляет около 20 % от общего числа поврежденных материалов [61].

Биоповреждение (биологическое повреждение) — это любое изменение (нарушение) структурных и функциональных характеристик объекта, вызываемое биологическим фактором. Под биологическим фактором подразумевают организмы или их сообщества, воздействие которых на объект техники нарушает его исправное или работоспособное состояние. При этом биоповреждение материалов микроорганизмами происходит с участием не одной какой–либо группы, а с участием всех существующих видов микроорганизмов (бактерий, мицелиальных грибов, дрожжей и т. д.). Являясь составной частью окружающей среды, эти микроорганизмы в силу специфики своей жизнедеятельности способны быстро адаптироваться к самым различным материалам и постоянно изменяющимся условиям. Практически все используемые в изделиях техники материала подвержены повреждающему воздействию микроорганизмов — микробиологическому повреждению.

Различают 3 вида воздействия микроорганизмов на полимерные материалы: 1 – биозасорение; 2 – механическое воздействие, разрушение; 3 – химическая деструкция под действием продуктов метаболизма (органических кислот, ферментов, аминокислот, пигментов).

Биологическое засорение (биозасорение) — состояние объекта, связанное с присутствием биофактора, после удаления которого восстанавливаются функциональные свойства объекта. В данном случае, микроорганизмы развиваются на поверхности полимерных материалов только за счет пыли, минеральных и органических загрязнений, не затрагивая самого материала, они вызывают лишь его биозасорение[56,66].

Механическое разрушение полимерных материалов происходит за счет разрастания гиф мицелия гриба, развивающих высокое тургорное давление (напряжённое состояние оболочек живых клеток).

Разрушение полимерных материалов под воздействием продуктов метаболизма микроорганизмов наступает в результате различных реакций окисления, восстановления, декарбоксилирования, этерификации, гидролиза и т. д. При этом имеется четкое соответствие между категорией поражаемого полимерного материала и ферментативными свойствами присутствующей на нем микрофлоры. Имеются определенные зависимости между степенью биоповреждений и химической структурой полимерного материала. Так, недоступными и труднодоступными для мицелиальных грибов являются связи R-C3, R-CH2-R1. Ненасыщенные связи типа R=CH2, R=CH-R1, карбонильные и карбоксильные радикалы – выступают как доступные формы углерода для микроорганизмов[50,68].

Биологическая устойчивость полимерных материалов зависит и от их молекулярной массы. Чем последняя меньше, тем больше низкомолекулярных фракций входит в состав полимерных смол, тем меньше они устойчивы к действию микроорганизмов. Важное значение имеет строение углеродной цепочки: прямое, разветленное, замкнутое в кольцо. С этой точки зрения себациновая кислота более доступна, чем ароматическая фталевая.

Биоповреждение плесневыми грибами различных полимерных материалов приводит к значительным изменениям их физикохимических свойств, механических, диэлектрических и др. Действие грибов на кремнийорганические защитные покрытия сопровождается увеличением 7 смачиваемости, коэффициента гидрофильности и тангенса угла диэлектрических потерь. Пораженные грибами полиуретаны теряют свои аммортизационные свойства, эластичность и быстро раскалываются под давлением и при растяжке. Биоповреждение полимерных материалов тесно связана с проблемой экологии человека, так как многие бактериальные и грибковые деструкторы являются условно-патогенными микроорганизмами, способными вызывать серьезные заболевания человека. Наиболее жизнеспособными, а поэтому и крайне опасными среди микроорганизмов являются микроскопические грибы – в силу быстрого роста мицелия, мощности и лабильности их ферментных систем, позволяющих им использовать в качестве источников питания различные материалы, в том числе и полимерные, мощности и лабильности их ферментных систем, позволяющих им использовать в качестве источников питания различные материалы, в том числе и полимерные[44,59].

В связи с этим большое практическое значение приобретает проблема создания защитных биологически стойких полимерных покрытий различного назначения, обладающих теми или иными специальными свойствами в зависимости от условий эксплуатации. Изучение стойкости полимерных материалов к биоповреждению и разработка методов по созданию биологически устойчивых материалов представляют важную научнотехническую проблему, которая может быть разрешена только совместными усилиями инженеров, химиков, биологов и экологов.

1.3. Модификация биоразлагаемых полимерных композиций отходами сельскохозяйственных производств

Полиэтилен – это материал, получаемый из этилена. Это термопластичный полимер, который в толстом слое становится непрозрачным. Его химическая структура – это цепочка атомов углерода, к каждому из которых присоединяется по две молекулы водорода.

Полиэтилен нашел широкое распространение среди упаковочных материалов, на то есть свои причины. Он устойчив к воздействию солей, водных растворов, щелочей и кислот. При температуре выше 60 градусов Цельсия азотная и серная кислота могут разрушить материал, но в обычных условиях он зарекомендовал себя как прочный, надежный, долговечный.

Современные производители предлагают изделия из полиэтилена двух разновидностей. Первую группу составляют материалы высокого давления или низкой плотности, а вторую – полиэтилен низкого давления или высокой плотности. Последние часто называют линейными полиэтиленами. Поскольку группы материалов различаются по свойствам: температуре плавления, плотности, прочности, твердости, их используют для различных целей. Тонкие пленки отличаются повышенной гибкостью и прозрачностью, а листы из данного материала являются жесткими и матовыми[60,71].

Данный полимер отличается устойчивостью к ударным нагрузкам. Помимо этого, он является морозостойким. Упаковки из полиэтилена сохраняют свои качества при температурах от -70 до +60 градусов Цельсия. Некоторые разновидности материала могут выдерживать температуры до -120 градусов.

Полипропилен – это материал, который получается посредством полимеризации пропилена с использованием металлокомплексных катализаторов.

Полипропилен имеет международное название РР. Материал получают в условиях, близких к условиям производства полиэтилена низкого давления. Тип полимера и их смеси получают в зависимости от применяемого катализатора. Выпускаемый полипропилен представляет собой порошок или гранулы белого цвета. К потребителю полипропилен поступает окрашенным, стабилизированным или неокрашенным.

В настоящее время полипропилен может иметь молекулярную структуру трех основных типов: синдиотактическую, изотактическую и атактическую. Синдиотактическая и изотактическая структуры могут иметь различную степень совершенства пространственной регулярности. Стереоизомеры материала способны иметь различные физические, механические и химические свойства. Что касается атактического полипропилена, то это каучукоподобный материал, который отличается высокой текучестью, плотностью порядка 850 кг/м³, температурой плавления в районе 80 градусов Цельсия, а также отличной растворимостью в диэтиловом эфире.

Физико-механические свойства полипропилена выгодно отличаются от характеристик полиэтилена. Плотность полипропилена составляет всего 0,91 г/куб.см., что является минимальным показателем среди пластмасс. При этом материал обладает более высокой твердостью, он является стойким к истиранию, обладает более высокой термостойкостью. Полипропилен начинает размягчаться только при температуре выше 140 градусов Цельсия, а температура его плавления достигает 175 градусов. Полипропилен практически не подвержен коррозионному растрескиванию [74].

Среди прочих характеристик полипропилена можно выделить высокую чувствительность к кислороду и свету. Чувствительность может быть снижена благодаря введению соответствующих стабилизаторов. Поведение полипропилена во многом зависит от температуры и скорости приложения нагрузки. Значение показателей механических свойств полипропилена будет тем выше, чем ниже скорость растяжения материала. При высоких скоростях растяжения материала разрушающее напряжение будет существенно ниже предела текучести полипропилена при растяжении.

1.4. Современные представления о биосинтезе бактериальных экзополисахаридов

Бактериальные экзополисахариды (БЭПС) используются для увеличения нефтедобычи, упаковки продуктов питания, в составе косметических средств, для капсулирования лекарственных препаратов и биоактивных компонентов (антиоксиданты, витамины, пробиотики и т.д.) с целью сохранения их свойств. Перспективно также применение БЭПС в области кормления животных в качестве пребиотиков, носителей биологически активных веществ (БАВ). Перспектива промышленного применения БЭПС обуславливает необходимость исследований в области биосинтеза бактериальных экзополисахаридов, которые посвящены изучению их состава, структуре, функциональным свойствам и микроорганизмам-продуцентам.

Внеклеточные БПС могут быть объединены в 4 группы: полисахариды, неорганические полиангидриды, полиэфиры и полиамиды.

Несмотря на многообразие биополимеров и их практическую значимость, только некоторые из них получили промышленную реализацию. На глобальном рынке гидроколлоидов доминируют полисахариды водорослей и растений, такие, как альгинат, крахмал, пектин, карагинан, галактоманнан и др. Доля бактериальных экзополисахаридов (БЭПС) на рынке гидроколлоидов не превышает 10 %. Во многом это обусловлено низким выходом и высокой себестоимостью получаемых продуктов. Для замены растительных гидроколлоидов на аналоги микробиологического происхождения требуются инновационные подходы. Основные пути снижения стоимости включает использование дешевых субстратов, улучшение выхода путем создания более продуктивных штаммов методом генетической инженерии, оптимизации процесса ферментации и всего технологического процесса.

1.4.1. Перспективы культивирования Azotobacter chroococcum для получения полисахаридов

В течение последних нескольких десятилетий микробные полисахариды являются объектом интенсивных теоретических и прикладных исследований. Способность растворов некоторых полисахаридов к гелеобразованию, эмульгированию, суспендированию, изменению реологических характеристик водных систем обусловила широкое использование этих биополимеров в нефтяной, горнодобывающей, текстильной, пищевой, фармацевтической и химической промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Бактериальные полисахариды обладают также и адгезионными свойствами, что позволяет их рассматривать в качестве перспективных кандидатов для разработки экологически безопасных биоклеев, которые обладают такими важными свойствами как отсутствие токсического действия и биоразлагаемость. Но, несмотря на экологическую безопасность, микробные полисахариды редко используется в промышленности из-за своих невысоких адгезионных, влагостойких, биостойких характеристик. С помощью химических модификаций можно улучшить некоторые свойства полимера [64].

Количество полисахаридов в процессе культивирования является важным показателем, так как полисахарид защитной капсулы обеспечивает наилучшую сохраняемость биомассы в процессе хранения, является одним из основных источников энергии. Его образование происходит в процессе выращивания культуры, количество зависит от режима культивирования, главным образом от температуры. Кроме того, полисахарид находится не только в капсуле, но и выделяется во внешнюю среду, что обуславливает высокую вязкость культуральной жидкости после культивирования.

Azotobacter chroococcum вид бактерий, который способен переводить молекулярный азот, содержащийся в атмосфере в растворимую, доступную для растений форму.

Бактерии рода Azotobacter практически не вступают в антагонистические отношения в другими обитателями почвы, тем самым, не нарушая почвенную биоту и, одновременно с этим, фиксация происходит лишь небольшого количества азота, что не приводит к накоплению азота в почве. Микроорганизмы Azotobacter синтезируют полисахарид — леван. Леван – фруктозан, характерный для однодольных растений семейства лилейных, злаковых. Содержится в листьях, стеблях, корнях и семенах. Функционирует как временный запасный полисахарид. Состоит из молекулы сахарозы и 8-24 остатков фруктозы. Леваны-группа фруктанов. Это полимер фруктозы, образующей запасной полисахарид, состоящий из многих сотен тысяч мономеров. Самым коротким леваном является 6-кестоза, которая представляет собой цепь из трёх молекул фруктозы с несколькими лишними атомами на одном из сегментов. Леваны синтезируются практически всеми фруктан-синтезирующими бактериями, а также могут быть выделены из слизистых выделений сои[56,66].

1.4.2. Свойства и применение микробного левана

Микробный леван – один из немногих биополимеров, который обладает уникальными характеристиками, не свойственными большинству полисахаридов.

Все фруктаны легко растворимы в горячей воде. Для их очистки используют хроматографические методы, также, используя повышенную растворимость фруктанов в водно–этанольных смесях, ведут осаждение с помощью Ba(OH)2, с которыми фруктаны дают нерастворимые комплексы.

Бактериальные леваны образуют вязкие опалесцирующие растворы; 6% раствор левана имеет вид густой пасты. Леван – один из немногих природных полисахаридов, который может образовывать жидкокристаллическую фазу.

Леван применяется в изготовлении продуктов питания, косметической, фармацевтической, химической промышленности. Он также приводит в действие клеточную пролиферацию, образует биопленки, обладает противоболевым эффектом в косметике. Полифруктозиды обладают пробиотическими свойствами [54].

Отечественными учеными рассмотрены области применения биополимеров в пищевой промышленности, а также возможности использования препарата на основе левана в производстве колбасных изделий. Леван относится к новым комплексным препаратам группы эубиотиков, легкоусвояемый и экологически безопасный субстрат, потенциальный источник фруктозы для макроорганизма, продукт микробиологического синтеза. Количество используемого препарата обусловлено его свойствами: он хорошо продуцирует развитие молочнокислой микрофлоры, которая в связи с этим может накапливаться в избыточных количествах. В пищевой промышленности леван используется как загущающий агент, как пищевая добавка с пребиотическими свойствами, обладающая холестеринпонижающей способностью. В косметологии важен увлажняющий эффект леванов для кожи. Увлажняющий эффект левана был сходен с эффектом гиалуроновой кислоты, леван обладает противопожарным действием, образует биопленки.

Производные леванов – сульфатированный, фосфатированный и ацетилированный леваны могут быть использованы как носители для лекарств против СПИДа. Также леван используется в приготовлении лекарственных средств в составе покрытий, как сурфактант (вещество липидно – белковой – углеводной природы, располагающееся в виде пленки на границе раздела фаз воздух – жидкость в альвеолах легких), обладающий высокими поверхностно–активными свойствами [74].

Леван обладает хорошими клеящими свойствами. Несмотря на высокую разветвленность и силу когезии, он имеет большое количество гидроксильных групп, что помогает образовывать клеевые соединения с различными субстратами. Безопасный для человека и окружающей среды, леван является так называемым «зеленым» клеем особого значения. Леван применяется для получения экологически чистого клея в связи с его адгезивные свойствами. При склеивании алюминиевых подложек и различных пластмассовых изделий с помощью левана наблюдается хорошая прочность адгезивной связи. Поэтому леван способен конкурировать со многими синтетическими клеями. Микробный экстраклеточный полисахарид (MB клей), вырабатываемый бактерией из коллекции культур корпорации Montana Biotechnology используется как клей органического происхождения при склеивании алюминия и пластика. Компанией Montana Biotechnology разработано две формы полисахарида левана: водорастворимый и склеивающий леван. Водорастворимые леваны используются для образования временных связей, а склеивающие леваны могут быть использованы в качестве клея, способного к длительной водостойкости. Также леваны рассматриваются в качестве пищевого клея. Компания Montana Biotechnology предполагает, что водостойкий леван и склеивающий леван будут использоваться в производстве древесных клеев (адгезивов) и биоразлагаемых пластиков. Производимый микробами, так называемый микробиологический клей или MB клей обладает хорошей адгезией по отношению к древесине в условиях умеренной влажности, что можно объяснить его полисахаридной структурой. Прочность склеивания при высокой влажности может быть увеличена путем ковалентной заменой гидроксильных групп полисахарида на менее гидрофильные ацетильные группы. По отношению к другим клеям (Titebond, Na – КМЦ, декстрину, Na – альгинатному и пуллулану) MB клей обладает хорошей прочностью клеевого шва по древесине, которая равна 14,5 МПа при относительной влажности сырья 53%. Так как уже существуют объекты для крупномасштабного производства микробных полисахаридов, производство клея MB должно быть экономичным и конкурентоспособным по ценам с существующими на рынке клеями, которые содержат компоненты, представляющие опасность для человека и окружающей среды.

Исследованиями кафедры биотехнологии показано, что на сегодняшний день перспективными являются связующие, в состав которых входят полисахариды микробного происхождения, в частности леван.

Микробный леван обладает рядом отличительных свойств. Например, в отличие от полисахаридов, используемых в качестве эмульгаторов и загустителей, леван не набухает в воде и имеет необычно низкую характеристическую вязкость. Пленки на основе левана имеют хорошие барьерные свойства по отношению к кислороду. Биоматериалы на основе левана относительно стабильны в кислой среде. Растворяется в 1 н. HCl и для полного гидролиза его выдерживают при 70°С в течение часа. Для биоматериала он имеет хорошую термостойкость, температура разложения — 225°С. Температура кристаллизации составляет 133°C. Леван поглощает УФ-излучение, особенно в диапазоне UV-C. Леван не образует гель. В зависимости от толщины, пленки на основе левана могут быть прозрачными, иногда белые [69,75].

На сегодняшний день проведена оптимизация параметров производства левана интактными бактериями и изолированным ферментом. Сегодня леван имеет колоссально большое количество направлений его использования: от личной гигиены и аквакультуры до медицинской и пищевой промышленности. Предлагаются инновационные подходы к повышению продуктивности производителями леванов и предлагаются ранее непроверенные сектора для его использования.

Пищевые упаковочные материалы на основе биоматериала необходимы для более безопасной и здоровой упаковки и для уменьшения их накопления в окружающей среде. Без длинных гибких фрагментов в леване пленки, сделанные из этого полимера, слишком хрупкие для практического применения, но добавление глины или других пластификаторов преодолевают эту проблему.

Тщательный анализ взаимодействия между расслоенной монтмориллонитовой глиной и леваном дал представление о взаимодействующих силах, которые приводят к образованию гибких и жестких пленок на основе левана. Натриймонтмориллонит отслаивался и смешивался с 1, 5 или 10 мас.% раствором левана В. subtilis. После ультразвуковой обработки воду частично выпаривали с получением вязких суспензий. Сгущенные жидкости наносили на майларовые листы и сушили. Добавление в композицию только 1% монтмориллонита повысило термостабильность, но существенно не улучшило механические свойства отлитых пленок. В самом деле, небольшой отрицательный эффект предполагал, что глина разрушила леванскую структуру, но глиняные пластинки были слишком далеко друг от друга, чтобы быть соединенными с помощью левана. Десять процентов монтмориллонита делали пленки с модулем растяжения на 424% больше, чем у чистого левана и с 485% большей вязкостью. ИК-спектры обеспечивали доказательство того, что взаимодействие осуществлялось посредством водородной связи между гидроксильными группами на молекулах левана и кислорода на поверхности монтмориллонита.

РАЗДЕЛ 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты исследования

— биоразлагаемая полимерная продукция,

— сополимеры крахмала.

Смесевые композиции биоразлагаемого материала на основе крахмала некондиционного зерна пшеницы получали на смесителе при нагревании до момента приобретения смесью вязкости и прозрачности. Испытываемые образцы получали прессованием, формованием и раскатыванием в пласт при комнатной температуре при последующей выдержке в термостате при Т=65ºС

Смесевые композиции биоразлагаемого материала на основе крахмала некондиционного зерна пшеницы, порошка жома сахарной свеклы получали на смесителе типа Брабендер при Т=105⁰С в течение 15 минут. Испытуемые образцы получали прессованием при комнатной температуре при последующей выдержке в термостате при Т=65⁰С. Толщина пленок составляла 200 ± 10 мкм.

Биокомпозиционные материалы на основе соломы и свекловичного жома с биосвязующим на основе левана и микробного белка, получали путем упаривания культуральной жидкости азотобактерий, затем высушивали в сушильном шкафу при температуре 50⁰С. Для придания пластичности биополимеру добавляли глицерин.

Биоразлагаемый материал для капсулирования семян корнеплодов из крахмала некондиционного зерна пшеницы, обладающий защитно-стимулирующим действием, повышающий иммунитет, способствующий увеличению ростовой активности растений, защите их от болезней и вредителей пролонгированного действия включал в состав композиции биопрепарат разработки ЦКП «Орловский региональный центр сельскохозяйственной биотехнологии» (патент РФ №2463759). В качестве дополнительного минерального питания использовали мезоэлемент магний.

Реакцию сополимеризации крахмала и полиэтиленгликоля проводили в кислой среде на смесителе при Т=105⁰С в течение 15 минут. Испытуемые образцы сополимеров крахмала получали прессованием при комнатной температуре при последующей выдержке в термостате при Т=65⁰С. Толщина пленок составляла 200 ± 10 мкм.

2.2. Методы исследований

Несмотря на то, что в настоящее время на рынке биоразлагаемых материалов существует самая разнообразная продукция, мнения по биоразлагаемым полимерам противоречивы. На сегодня разработана маркировка для биоразлагаемых материалов, утверждены стандарты испытаний.

DIN 54900 «Проверка полимеров на способность к компостированию». Тест показывает, может ли полимерный материал при условиях контролируемого компостирования быть биологически разложен или превращен в составляющие компоста. Стандарт основывается на идее многоступенчатой схемы тестирования и разделен на три части.

1. DIN 54900-1 «Химическая проверка полимеров». Материалы считаются непригодными, если массовая часть всех органических компонентов составляет менее 50%. Содержание потенциально вредных веществ должно быть на таком низком уровне, чтобы это не препятствовало переработке в компосте.

2. DIN 54900-2 «Проверка на полную биологическую разложимость полимеров в лабораторном опыте». Можно говорить об однозначном разложении, если минимум 60% органического углерода перерабатывается в течение максимум 6 месяцев.

3. DIN 54900-3 «Испытания в практических условиях». Исследуемый материал должен подвергаться тестированию по вышеописанным методикам при условиях, близких к практике. Тест производится в биокомпосте по методике, предусматривающей проветривание и перелопачивание. Образцы смешиваются со свежими отходами и помещаются в мешки. Содержимое мешков регулярно анализируют, сначала просеивают на 10-миллиметровых ситах, затем на ситах с отверстиями от 2 до 5 и в конечном итоге менее 2 мм. При этом отсортировывают и проверяют оставшиеся части биоразлагаемого материала. Отсортированные частички высушивают, взвешивают и определяют долю органики посредством прокаливания, при этом может быть определена максимальная толщина разлагаемого слоя материала.

ASTMG 21-90 «Методика для определения устойчивости синтетических полимеров к грибам».

ISO 846 (1987) «Определение поведения при воздействии грибов и бактерий». Оценка производится посредством визуального контроля или измерения изменений массы либо физических свойств.

Для оценки биоразложения широкое распространение получил штурм-тест ASTM 5209-91.

В России действует ГОСТ 9.049–91 «Материалы полимерные и их компоненты. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов».

Разработан ряд требований, которым обязаны отвечать биоразлагаемые материалы:

1) они не должны негативно влиять на технические и технологические процессы, газообмен, термофильную фазу и (или) фазу гигиенизации и др.;

2) должны полностью разлагаться, т. е. не должны быть визуально различимы кусочки биоразлагаемых материалов и обнаружены части биоразлагаемых материалов при повторном выделении;

3) должны влиять на качество компоста и его переработку.

Установление соответствие полученного материала проводили на основании стандарта ГОСТ Р 57432-2017. «Упаковка. Пленки из биоразлагаемого материала. Общие технические условия»

Исследование паропроницаемости лабораторных образцов проводили по ГОСТ 21472 «Материалы листовые. Гравиметрический метод определения паропроницаемости».

Исследование лабораторных образцов на прочность при разры проводили в соответствии с ГОСТ 14236-81 «Пленки полимерные. Метод испытания на растяжение»

Исследование лабораторных образцов на поглощение воды проводили по стандартам ГОСТ 4650-2014 (ISO 62:2008) «Пластмассы. Методы определения водопоглощения»

Исследование плотности лабораторных образцов проводили в соответствии с ГОСТ 15139-69 (ISO 1183) «Методы определения плотности»

Исследование биодеструкция с лабораторных образцов проводили в соответствии с ГОСТ 9.060-75 «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Ткани. Метод лабораторных испытаний на устойчивость к микробиологическому разрушению».

В работе использовали современные методы исследования полимерных композиций, позволяющие получить достоверную информацию о течении процессов сополимеризации. Статистическая обработка данных включала в себя средние расчёты показателей, ошибки средней и достоверности отличия (по критерию Стьюдента). Для обработки данных использовали методические рекомендации Доспехова (1985) с помощью программ Microsoft Excel 2010.

РАЗДЕЛ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Разработка компонентного состава гидромодулей для получения биоразлагаемого материала

Для получения биоразлагаемого материала на основе крахмала некондиционного зерна пшеницы необходимо провести подготовительную стадию, выделение крахмала из некондиционного зерна пшеницы.

Выделение крахмала для получения лабораторных образцов проводят на основе метода отмывания клейковины из зерна пшеницы.

Из размолотого зерна (шрота) после тщательного перемешивания выделяют навеску массой 100 г. Шрот помещают в фарфоровую ступку или чашку и заливают водой 58 мл, температура которой должна быть 18±2°С. При помощи шпателя замешивают тесто до тех пор, пока оно не станет однородным. По окончании замеса полученное тесто хорошо проминают руками, скатывают в виде шара, кладут в чашку, прикрывают стеклом и оставляют на 20 мин. Затем осторожно отмывают. Сначала отмывание ведут осторожно, чтобы вместе с крахмалом и оболочками не оторвались кусочки клейковины, а когда большая часть крахмала и оболочек будет отмыта, промывание можно вести энергичнее. Допускается отмывать клейковину в небольшой чашке, куда наливают не менее 0,5 л воды с температурой 18±2°С. Тесто опускают в воду и, разминая его пальцами, начинают отмывать крахмал и частицы оболочек. После того как клейковина отмыта воду пропускают через капроновое сита № 38, шрот отбрасывают а воду с крахмалом высушивают в сушильном шкафу при температуре 45-50°С.

В опытном образце выход крахмала из 100 грамм зерна пшеницы составил 6 гр.

В промышленных масштабах крахмал из зерна пшеницы принята следующая технологическая схема производства пшеничного крахмала:

— замачивание – очищенное от сторонних примесей зерно погружают на двое суток в раствор сернистой кислоты с температурой 45°С;

— дробление – зерно разбивают на дробилках тонкого помола на мелкие части;

-промывка – в результате отделяются крахмальное молочко и клетчатка;

-центрифугирование – на разделительных центрифугах крахмальное молочко разделяется на белковую массу и крахмал;

— сушка – мокрое сырье высушивают подогретым воздухом;

— просеивания – происходит отсоединение крупки (слипшихся оклейстеризованных зерен), комочков и случайных примесей.

3.1.1. Оптимизация температуры воздействия на состав для получения биоразлагаемого материала на основе крахмала некондиционного зерна пшеницы.

Разработку компонентного состава гидромодулей для получения биоразлагаемого материала проводили методом подбора соотношений крахмала к остальным компонента, температуру экструзии и частоту вращения шнека при перемешивании до получения образца с заданными свойствами.

Таблица 1. Технические характеристики опытных образцов

№ опыта	Значения фактора
№ опыта	Температура экструзии, ^оС	Содержание крахмала в композиции	Частота вращения шнека мин^-1
1	100	45	80
2	105	30	60
3	105	60	60
4	105	30	100
5	105	60	100
6	110	26	80
7	110	45	80
8	110	63	80
9	110	45	55
10	110	45	104
11	115	30	60
12	115	60	60
13	115	30	100
14	115	60	100
15	120	45	80

Для получения термопластичной смеси крахмал смешивали с раствором глицерина и органической кислотой в различных соотношениях. Смешивание проводили в емкости с мешалкой, полученную массу загружали в водяную баню и перерабатывали в пласт для проведения испытаний свойств материала (рис.7).

Рисунок 7- Прочность при разрыве образцов полимерной композиции.

Повышение температуры переработки композиций в основном приводит к улучшению их прочностных характеристик. На деформационные характеристики температура и содержание крахмала влияют практически в одинаковой степени, но разнонаправленно.

Увеличение частоты вращения шнека при высоких температурах должно снижать прочностные характеристики, а при низких – наоборот, приводить к их возрастанию (рис.8).

Рисунок 8 — Удлинения при разрыве образцов полимерной композиции.

В ходе испытаний был выбран номер опыта 4. Имеющий соотношение в композиции глицерин, крахмал, кислота 60/30/10, температуру обработки 105 ^оС и частоту перемешивания компонентов 100 мин^-1.

Полученный образец также будет являться основой для различных композитов биоразрушаемых материалов.

Для промышленного получения термопластичного материала рекомендуется смешивать крахмал с глицерином и органической кислотой в соотношении 30/60/10. Смешивание проводить в емкости с мешалкой в течение 1 ч., полученную массу загружать в экструдер и перерабатывать в пруток (стренгу) при температуре на выходе из экструдера 115 ^оС. Полученные стренги дробить на гранулы с помощью автономного гранулятора. Гранулы можно использовать для приготовления композиций [3, 7, 29].

3.1.2. Получение биоразлагаемого упаковочного материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы.

Компонентный состав гидромодуля для получения биоразлагаемого материала: 60 мл дистиллированной воды; 6 мл глицерина; 5мл 5%-й молочной кислоты; 18 гр. чистого крахмала.

Все компоненты смешиваются и выдерживаются при постоянном помешивании на водяной бане при температуре 105 ⁰С в течении 15 минут до момента пока смесь приобретет вязкость и прозрачность, после чего полученную массу раскладывают в формы или раскатывают в пленку и отправляют в термостат при температуре 65-70⁰С на 1,5 часа.

Внешний вид полимера представлен на рисунках 9,10.

Рисунок 9 — Биоразлагаемый упаковочный материал из крахмала некондиционного зерна пшеницы.

Рисунок 10 – Гранулы биоразлагаемого упаковочный материал из крахмала некондиционного зерна пшеницы.

3.1.3. Оптимизация температуры воздействия на состав для получения биоразлагаемого материала на основе пшеничного крахмала и свекловичного жома

Разработку компонентного состава композиции для получения биоразлагаемого материала проводили методом подбора соотношений порошка свекловичного жома в крахмальном гидромодуле, температуру воздействия и частоту вращения шнека при перемешивании до получения образца с заданными свойствами.

Таблица 2. Технические характеристики опытных образцов

№ опыта	Значения фактора
№ опыта	Температура воздействия, ^оС	Содержание крахмала в композиции	Частота вращения шнека мин^-1
1	2	3	4
1	60	45	80
2	65	40	60

продолжение таблицы 2

1	2	3	4
3	65	50	60
4	65	50	100
5	65	40	100
6	70	26	80
7	70	45	80
8	70	63	80
9	70	45	55
10	70	45	104
11	75	40	60
12	75	50	60
13	75	40	100
14	75	50	100
15	80	45	80

Для получения композитной смеси крахмальный гидромодуль смешивали с порошком, полученным из жома сахарной свеклы в различных соотношениях. Смешивание проводили в емкости с мешалкой, полученную массу перерабатывали в пласт для проведения испытаний свойств материала и выдерживали в термостате.

Повышение температуры переработки композиций в основном приводит к улучшению их прочностных характеристик. На деформационные характеристики температура и содержание композита влияют практически в одинаковой степени, но разнонаправлено (рис.11).

Рисунок 11 — Напряжения при растяжении образцов полимерной композиции

Увеличение частоты вращения шнека при высоких температурах должно снижать прочностные характеристики, а при низких – наоборот, приводить к их возрастанию (рис.12).

Рисунок 12- Удлинения при разрыве образцов полимерной композиции.

В ходе испытаний был выбран номер опыта 5. Имеющий соотношение в композиции крахмальный гидромодуль, порошок из жома сахарной свеклы 60/40, температуру обработки 65 ^оС и частоту перемешивания компонентов 100 мин^-1.

Для промышленного получения термопластичного материала рекомендуется смешивать крахмальный гидромодуль с порошком из жома сахарной свеклы в соотношении 60/40. Смешивание проводить в емкости с мешалкой в течение 1 ч., полученную массу загружать в экструдер и перерабатывать в стренгу или пленку при температуре на выходе из экструдера 115 ^оС.

3.1.4. Получение биоразлагаемого материала из пшеничного крахмала и свекловичного жома

Композит из крахмального гидромодуля и порошка свекловичного жома готовим в соотношении 60/40

Предварительная подготовка свекловичного жома для добавления в композит:

Навеску жома помещают в раствор 0,5 М NaOH в соотношении 1:3. Доводят до кипения на химической плитке и поддерживают температуру в течении 20 минут. Затем жом гомогенизируют, добавляют 0,5 мл 5% НСL, отжимают от жидкости, высушивают. Полученный деструктурированный жом в дальнейшем вносят в виде порошка в горячий крахмальный гидромодуль.

Приготовление гидромодуля:

— 60 мл дистиллированной воды;

-7 мл глицерина;

-5мл 5%-й молочной кислоты;

-20 гр. чистого крахмала;

Сразу после снятия гидромодуля с водяной бани вносят деструктурированный жом в соотношении 60/40, гомогенизируют и раскатывают в пласты или пленку. Затем отправляют в термостат при температуре 65⁰С на 3 часа.

Внешний вид полимера представлен на рисунке 13.

Рисунок 13 — Биоразлагаемый материал из пшеничного крахмала и свекловичного жома.

3.1.5. Оптимизация температуры воздействия на состав для получения биоразлагаемого материала на основе пшеничного крахмала и пшеничных отрубей

Разработку компонентного состава композиции для получения биоразлагаемого материала проводили методом подбора соотношений пшеничного шрота в крахмальном гидромодуле, температуру воздействия и частоту вращения шнека при перемешивании до получения образца с заданными свойствами.

Таблица 3. Технические характеристики опытных образцов

№ опыта	Значения фактора
№ опыта	Температура воздействия, ^оС	Содержание крахмала в композиции	Частота вращения шнека мин^-1
1	60	45	80
2	65	40	60
3	65	50	60
4	65	50	100
5	65	40	100
6	70	26	80
7	70	45	80
8	70	63	80
9	70	45	55
10	70	45	104
11	75	40	60
12	75	50	60
13	75	40	100
14	75	50	100
15	80	45	80

Для получения композитной смеси крахмальный гидромодуль смешивали с пшеничными отрубями в различных соотношениях. Смешивание проводили в емкости с мешалкой, полученную массу перерабатывали в пласт для проведения испытаний свойств материала и выдерживали в термостате.

Рисунок 14 — Напряжения при растяжении образцов полимерной композиции

Увеличение частоты вращения шнека при высоких температурах должно снижать прочностные характеристики, а при низких – наоборот, приводить к их возрастанию (рис. 15).

Рисунок 15 — Удлинения при разрыве образцов полимерной композиции.

В ходе испытаний был выбран номер опыта 4. Имеющий соотношение в композиции крахмальный гидромодуль, шрот пшеничный 50/50, температуру обработки 65 ^оС и частоту перемешивания компонентов 100 мин^-1.

Для промышленного получения термопластичного материала рекомендуется смешивать крахмальный гидромодуль с пшеничными отрубями в соотношении 50/50. Смешивание проводить в емкости с мешалкой в течение 1 ч., полученную массу загружать в экструдер и перерабатывать в стренгу или пленку при температуре на выходе из экструдера 115 ^оС.

3.1.6. Получение биоразлагаемого упаковочного материала из пшеничного крахмала и пшеничного шрота

Композит из крахмального гидромодуля и пшеничного шрота готовят в соотношении 50/50.

Предварительная подготовка шрота для добавления в композит:

Навеску шрота помещают в раствор 1М NaOH в соотношении 1:3. Доводят до кипения на химической плитке и поддерживают температуру в течении 30 минут. Затем шрот гомогенизируют добавляют 0,5 мл 5% НСL, отжимают от жидкости. Полученный деструктурированный шрот в дальнейшем вносят в горячий гидромодуль.

Приготовление гидромодуля: 60 мл дистиллированной воды; 7 мл глицерина; 5мл 5%-й молочной кислоты; 20 гр. чистого крахмала.

Сразу после снятия крахмального гидромодуля с водяной бани вносят деструктурированный шрот в соотношении 50/50 гомогенизируют и раскладывают в формы. Затем отправляют в термостат при температуре 65⁰С на 3 часа.

Внешний вид полимера представлен на рисунке 16.

Рисунок 16 — Биоразлагаемый упаковочный материал из пшеничного крахмала и пшеничных отрубей.

3.1.7. Оптимизация температуры воздействия на состав для получения биоразлагаемого материала на основе пшеничного крахмала полиэтиленгликоля

Разработку компонентного состава гидромодулей для получения биоразлагаемого материала проводили методом подбора соотношений полиэтиленгликоля 1500 М к остальным компонента, температуру экструзии и частоту вращения шнека при перемешивании до получения образца с заданными свойствами.

Для получения термопластичной смеси крахмал смешивали с раствором глицерина и органической кислотой в различных соотношениях30/60/10. Дополнительно проводили подбор концентрации внесения полиэтиленгликоля 1500 М. Смешивание проводили в емкости с мешалкой, полученную массу загружали в водяную баню и перерабатывали в пласт для проведения испытаний свойств материала.

Таблица 4. Технические характеристики опытных образцов

№ опыта	Значения фактора
№ опыта	Температура воздействия, ^оС	Содержание полиэтиленгликоля в композиции	Частота вращения шнека мин^-1
1	100	1	80
2	105	0,5	60
3	105	1,5	60
4	105	0,5	100
5	105	1,5	100
6	110	0,2	80
7	110	1	80
8	110	2,5	80
9	110	1	55
10	110	1	104
11	115	0,5	60
12	115	1,5	60
13	115	0,5	100
14	115	1,5	100
15	120	1	80

Рисунок 17- Напряжения при растяжении образцов полимерной композиции

Увеличение частоты вращения шнека при высоких температурах должно снижать прочностные характеристики, а при низких – наоборот, приводить к их возрастанию (рис.18).

Рисунок 18 — Удлинения при разрыве образцов полимерной композиции.

В ходе испытаний был выбран номер опыта 5. Имеющий соотношение в композиции глицерин, крахмал, кислота, полиэтиленгликоль 1500 М 60/30/10/1,5, температуру обработки 105 ^оС и частоту перемешивания компонентов 100 мин-1.

Для промышленного получения термопластичного материала рекомендуется смешивать крахмал с глицерином, органической кислотой полиэтиленгликоль 1500 М в соотношении 30/60/10/1,5. Смешивание проводить в емкости с мешалкой в течение 1 ч., полученную массу загружать в экструдер и перерабатывать в стренгу или пленку при температуре на выходе из экструдера 115 ^оС. Полученные стренги можно дробить на гранулы с помощью автономного гранулятора [18].

3.1.8. Получение биоразлагаемого упаковочного материала из пшеничного крахмала и полиэтиленгликоля

Компонентный состав гидромодуля для получения биоразлагаемого материала:

— 60 мл дистиллированной воды;

-6 мл глицерина;

-5мл 5%-й молочной кислоты;

-18 гр. чистого крахмала;

-1 гр. полиэтиленгликоля 1500М

Рисунок 19 — Биоразлагаемый упаковочный материал из пшеничного крахмала и полиэтиленгликоля

3.1.9. Оптимизация температуры воздействия на состав для формования биоразлагаемой тары под рассаду из крахмала некондиционного зерна пшеницы и жома сахарной свеклы

Разработку компонентного состава композиции для получения биоразлагаемого материала проводили методом подбора соотношений измельчённого свекловичного жома в крахмальном гидромодуле, температуру воздействия и частоту вращения шнека при перемешивании до получения образца с заданными свойствами.

Для получения композитной смеси крахмальный гидромодуль смешивали с измельчённым жомом сахарной свеклы в различных соотношениях. Смешивание проводили в емкости с мешалкой, полученную массу перерабатывали в пласт для проведения испытаний свойств материала и выдерживали в термостате.

Таблица 5. Технические характеристики опытных образцов

№ опыта	Значения фактора
№ опыта	Температура воздействия, ^оС	Содержание крахмала в композиции	Частота вращения шнека мин^-1
1	60	45	80
2	65	40	60
3	65	50	60
4	65	50	100
5	65	40	100
6	70	26	80
7	70	45	80
8	70	63	80
9	70	45	55
10	70	45	104
11	75	40	60
12	75	50	60
13	75	40	100
14	75	50	100
15	80	45	80

Рисунок 20 — Напряжения при растяжении образцов полимерной композиции

Увеличение частоты вращения шнека при высоких температурах должно снижать прочностные характеристики, а при низких – наоборот, приводить к их возрастанию (рис. 21).

Рисунок 21-Удлинения при разрыве образцов полимерной композиции.

В ходе испытаний был выбран номер опыта 5. Имеющий соотношение в композиции крахмальный гидромодуль, измельчённый жом сахарной свеклы 50/50, температуру обработки 65 ^оС и частоту перемешивания компонентов 100 мин^-1.

Для промышленного получения термопластичного материала рекомендуется смешивать крахмальный гидромодуль с измельчённым жомом сахарной свеклы в соотношении 50/50. Смешивание проводить в емкости с мешалкой в течение 1 ч., полученную массу загружать в экструдер и перерабатывать в стренгу или пленку при температуре на выходе из экструдера 115 ^оС.

3.1.10. Получение биоразлагаемого материала для формования тары под рассаду из крахмала некондиционного зерна пшеницы и жома сахарной свеклы

Вариант № 1 биоразлагаемый материал для формирования тары под рассаду в композиции с жомом сахарной свеклы

Композит из пшеничного крахмала и свекловичного жома готовим в соотношении 1/1

Предварительная подготовка свекловичного жома для добавления в композит:

Навеску жома помещают в раствор 0,5 М NaOH в соотношении 1:3. Доводят до кипения на химической плитке и поддерживают температуру в течении 20 минут. Затем жом гомогенизируют добавляют 0,5 мл 5% НСL, отжимают от жидкости. Полученный деструктурированный жом в дальнейшем вносят в горячий гидромодуль.

Приготовление гидромодуля: смешиваются 60 мл дистиллированной воды,7 мл глицерина, 0,5 гр. борной кислоты, 20 гр. чистого крахмала. Все компоненты смешиваются и выдерживаются при постоянном помешивании на водяной бане при температуре 105 0С в течении 15 минут до момента пока смесь приобретет вязкость и прозрачность.

Сразу после снятия гидромодуля с водяной бани вносят деструктурированный жом с размерами частиц 0,1 мм в соотношении 1/1 и гомогенизируют и формуют. Затем отправляют в термостат при температуре 65-700С на 3 часа.

Вариант №2 биоразлагаемый материал для формирования тары под рассаду в композиции с жомом сахарной свеклы и дополнительным минеральным питанием

Композит из пшеничного крахмала и свекловичного жома готовим в соотношении 1/1 с добавлением микро-макро элементов

Предварительная подготовка свекловичного жома для добавления в композит:

Приготовление гидромодуля: смешиваются 60 мл дистиллированной воды,7 мл глицерина, 0,5 гр. борной кислоты, 20 гр. чистого крахмала. Все компоненты смешиваются и выдерживаются при постоянном помешивании на водяной бане при температуре 105 °С в течении 15 минут до момента пока смесь приобретет вязкость и прозрачность.

Сразу после снятия гидромодуля с водяной бани вносят деструктурированный жом с размерами частиц от 1 до 0,5 мм в соотношении 50/50 и гомогенизируют и формуют. Затем отправляют в термостат при температуре 65-70°С на 3 часа.

Внесение микро-макро элементов: вносят салициловую кислоту и магний в концентрациях 10-4% по отношению к общему объему. Вносят микро-макроэлементы в сухом виде на стадии гомогенизации композита.

Композит из пшеничного крахмала и свекловичного жома готовим в соотношении 50/50.

Внешний вид упаковочного материала для формования тары под рассаду представлен на рисунке 22.

Рисунок 22 — Биоразлагаемый упаковочный материал для формования тары под рассаду из крахмала некондиционного зерна пшеницы и жома сахарной свеклы.

3.1.11. Оценка стойкости биоразлагаемого упаковочного материала для формования тары под рассаду к воздействию плесневых грибов

При оценке стойкости к воздействию плесневых грибов пленочные образцы композиционных материалов с жомом сахарной свеклы помещали во влажную камеру и заражали их водной суспензией спор грибов (рис. 23). Использовали суспензии в воде двух видов грибов: Aspergillus niger, Trichoderma viride [46].

а б

в г

Рисунок 23 – Интенсивность развития микромицетов на образцах материала для формования тары под рассаду: а- Aspergillus niger контроль; б- Aspergillus niger тара из жома; в- Trichoderma viride контроль; г- Trichoderma viride тара из жома.

Визуальная и микроскопическая оценка стадий развития плесневых грибов на образцах проведена через 4 недели после заражения по 5 – балльной шкале с учетом характеристик, приведенных ниже: 1 балл – визуально чистые образцы, под микроскопом видны лишь мелкие очаги мицелия в виде отдельных пятен, спороношение отсутствует; 2 балла – поверхностное развитие мицелия в виде многочисленных пятен, спороношение отсутствует; 3 балла – обильное разрастание мицелия по поверхности образца, начало спороношения; 4 балла – при визуальном осмотре отчетливо виден сплошной рост мицелия и спороношение; 5 баллов – глубокое поражение мицелием всей площади образца при интенсивном спороношении.

Образцы исследовали с помощью оптического микроскопа. Полученные в ходе эксперимента данные, характеризующие процесс развития микромицетов на начальной стадии, представлены в таблице 6.

Таблица 6. Интенсивность развития микромицетов на образцах

Вариант опыта	Стойкости к воздействию плесневых грибов, баллы
Вариант опыта	Asp. Niger	Trich.Vir.
Контроль (торфяной ста канчик)	3	3
Тара из свекловичного жома	1	2
Тара из свекловичного жома с дополнительным минеральным питанием	1	2

На поверхности всех композиционных материалов наблюдается развитие мицелия грибов. Наиболее активными в отношении исследуемых образцов проявили себя Trichoderma viride. Из полученных данных следует, что лабораторные образцы биополимера слабо поражаются плесневыми грибами что говорит о пригодности данного материала для проращивания семян и дальнейшего роста растений до высадки в грунт.

Наличие поверхностного развития мицелия микроорганизмов на образцах говорит о возможности дальнейшего биоповреждения материала.

3.1.12. Оценка способности материала для формования посуды под рассаду к биодеструкции

Разрушение любого полимера обычно осуществляется в результате слаженного действия целой группы энзимов, получившей название мультиэнзимного комплекса (МЭК). В состав МЭК входят, как правило, ферменты трех или более типов с различающимся механизмом разрыва связей в макромолекулах, специфика которого определяется строением активного центра биокатализатора.

Согласно современным представлениям, активный центр ферментов-деполимераз имеет форму активной полости, которая может быть в виде «кармана», направленного вглубь белковой молекулы, или расположенной на поверхности белковой глобулы –«ложбины». «Карман» позволяет вместить определенное число концевых мономерных звеньев субстрата. В «ложбине» могут разместиться фрагменты срединной части полимера. Форма активной полости, обусловливает сродство (аффинность) биокатализатора определенному участку макромолекулы субстрата. В соответствии с существующими представлениями о различных механизмах воздействия деполимераз выделяют группы ферментов экзо- и эндодействия. Экзодеполимеразы проявляют активность в отношении концевых (внешних) участков полимера, последовательно отщепляя один или два мономерных звена макромолекулы полимера. Группа эндодеполимераз предпочтительнее действует на средние (внутренние) участки, расщепляя связи, удаленные от конца макромолекулы. Совместное воздействие компонентов полиферментной системы обеспечивает максимальную скорость конверсии биополимера.

Биоразлагаемые полимерные материалы сохраняют свои свойства практически неизменными в течение срока эксплуатации, по окончании которого претерпевают ускоренные физико-химические и биологические превращения в природной среде, легко включаясь в метаболизм полисистем. Утилизация биоразлагаемых полимерных материалов не требует дополнительных площадей под свалки, продукты их разложения в почве не оказывают вредного влияния на окружающую среду.

Методы оценки биоразлагаемости разделяются по следующим классификационным признакам:

– условия проведения испытаний – лабораторные и натурные (в естественных условиях);

– продолжительность – длительные и экспресс-методы;

– уровень регламентации – стандартные и нестандартные;

– определяемый параметр биоразлагаемости – предусматривающий исследование кинетики изменения характеристик БПМ (биообрастания, массы, деформационно-прочностных показателей, степени дегратации макро-, микро- и молекулярной структуры образцов, молекулярно-массового распределения полимерного связующего и др.) либо состава и свойств биологической системы, в которой протекает биодеструкция (дыхательной активности, кислотности, химического и микробиологического состава почвы или другой биологической среды и т. п.).

Наиболее общим критерием классификации являются условия проведения испытаний БПМ на биоразлагаемость: лабораторные или естественные.

Способность материалов к биодеструкции оценивали путем компостирования пленочных образцов во влажном почвогрунте, приготовленном в соответствии с ГОСТ 9.060-75. Влагоемкость почвы поддерживали на уровне 60%, что является оптимальным для биологической активности микроорганизмов.

За процессом биодеструкции образцов в грунте следили визуально (рис. 24).

Рисунок 24 – Стадии биодеградации в присутствии влаги под воздействием стандартизованной субстанции с заданным содержанием микроорганизмов

Проведенные лабораторные исследования по биодеградации крахмального гидромодуля являющегося основой всех композиций под воздействием стандартизованной субстанции с заданным содержанием микроорганизмов Bacillus Subtilis выявили уменьшение массы. По предварительным расчетам можно прогнозировать полную деградацию предлагаемого материала в течении 45 дней.

3.1.13. Изучение влияния компонентного состава биоразлагаемого полимера для выращивания рассады на овощные и цветочные культуры

Изучение влияния компонентного состава биоразлагаемого полимера для выращивания растений проводилось на семенах томатов сорта Гном, перца сорта Аэлита и на цветочной рассаде астры сорта Моя мама. Проводили предпосевное замачивание семян в воде в течение 2-х часов. По истечению времени семена помещали на проращивание в биоразлагаемую тару, наполненную торфом. Для контроля использовали торфяной стаканчик купленный в розничной сети. В первый опытный образец биоразлагаемой тары в стадии гомогенизации композита добавляли микро-макро элементы: салициловую кислоту, магний в концентрации 10^-4%. Второй опытный образец биоразлагаемой тары без внесения дополнительного минерального питания. Затем начиная с 8-х суток прорастания семян каждые 5 дней измеряли высоту растения и площадь листьев (рис. 25).

На 8-е сутки прорастания все варианты опыта показывают одинаковую высоту растений от 1,2 до 1,5 см. Наибольшие показатели роста видны в варианте с применение тары из жома с дополнительным минеральным питание у всех исследуемых культур.

На варианте с применением тары из жома высота растений на 48 день была выше, чем контрольный вариант и составила у томата 26 см., у перца – 14,9 см., у астры – 16,1см.

а)

б)

в)

Рисунок 25 – Высота одного растения до момента высадки в грунт: а) томат Гном; б) перец Аэлита; в) астра Моя мама

Прибавка по высоте в варианте с применением тары из жома с дополнительным минеральным питанием составила у томата 11см., у перца – 4,9 см., у астры – 7,1см. по сравнению с контролем.

Из рисунка 25 видно, что компоненты биоразлагаемого полимера в сравнении с контролем оказывают положительное воздействие на ростовые показатели растений томата, перца и астры.

Наибольшим количеством листовой поверхности на опытных растениях на 48 день сформировано в варианте с применением тары из жома с дополнительным минеральным питанием. Прибавка по отношению к контрольному варианту составила у растений томата 37,1 см² или 55,4 %, у растений перца 26,7 см² или 37,5 %, у растений астры — 29,1 см² или 56,8% (рис.26).

По вариантам с применение тары из жома сахарной свеклы прибавка по площади листьев по сравнению с контролем составила у растений томата 4,1 см² или 6,1%, у растений перца 11,2 см² или 15,7 %, у растений астры — 0,1 см².

а)

б)

в)

Рисунок 26 – Площадь листьев одного растения до момента высадки в грунт. а) томат Гном; б) перец Аэлита; в) астра Моя мама

Анализируя рисунки 25 и 26 можно сделать вывод о положительном влиянии компонентов биоразлагаемого полимера на рост семян перца и астры. Причем в варианте с применение тары из жома сахарной свеклы с дополнительным минеральным питанием прибавка по высоте и площади листьев составляет примерно 55% по сравнению с контролем.

На 48 день после посева семян опытных растений был проведен учет биометрических показателей растений на всех вариантах опыта.

Масса одного растения в контрольном варианте у томата составила 5,5 г., у растения перца 3,5 г., астра- 2,3 г. (таблица 7).

Таблица 7. Показатели массы растений перед высадкой в грунт

Вариант	Масса 1 растения, г.
Вариант	Томат	Перец	Астра
Контроль (торфяной стаканчик)	5,5	3,5	2,3
Тара из свекловичного жома	7,6	4,3	3,7
Тара из свекловичного жома с дополнительным минеральным питанием	8,9	6,1	5,6
НСР_0,5	1,1	1,2	1,1

На варианте с применение тары из жома с дополнительным минеральным питанием масса одного растения томата составила 8,9 г., у перца – 6,1 г., у астры – 5,6 г. что на 56% выше по сравнению с контролем.

Масса корня после отмывки составила в контрольном варианте у томата 0,9 г., у перца 0,7 г., у астры-0,3 г (таблица 8).

Таблица 8. Показатели массы корня растений перед высадкой в грунт

Вариант	Масса 1 корня, г.
Вариант	Томат	Перец	Астра
Контроль (торфяной стаканчик)	0,9	0,7	0,3
Тара из свекловичного жома	1,2	1,0	0,6
Тара из свекловичного жома с дополнительным минеральным питанием	1,6	1,2	1,1
НСР_0,5	0,32	0,31	0,3

В варианте с использованием биоразлагаемой тары на основе жома с дополнительным минеральным питание масса одного корня растения составила у томата 1,6 г., перца-1,2 г., астры 1,1 гр.

Применение тары из жома сахарной свеклы для выращивания рассады цветочных и овощных культур показало свою целесообразность. В варианте с применение тары из жома сахарной свеклы с дополнительным минеральным питание способствовало высокому укоренению растений, набором большей листовой поверхности и большей масса корневой системы по сравнению с контролем.

3.1.14. Получение биокомпозиционного материала на основе соломы и свекловичного жома с левансодержащим биосвязующим

На первом этапе работы было получено биосвязующее на основе экзополисахарида Azotobacter chroococcum (B-5787) Д-08. Культуру выращивали в течение 72 часов при 28° С. Состав агаризованной среды был следующим: г/л: K2HPO4 – 0,8; KH2PO4 – 0,2; CaSO4 ∙ 7H2O – 0,2; МgSO4 ∙ 7H2O – 0,2; Na2MnO4 – 0,05; FeCl3 – 0,05; дрожжевой экстракт – 0,5; сахароза – 20,0; агар-агар – 20,0.

С целью получения инокулята выращивание Azotobacter chroococcum (B-5787) Д-08 проводили на жидкой сахаросодержащей среде следующего состава: г/л: K2HPO4 – 0,8; KH2PO4 – 0,2; CaSO4 ∙ 7H2O – 0,2; МgSO4 ∙ 7H2O – 0,2; Na2MnO4 – 0,05; FeCl3 – 0,05; дрожжевой экстракт – 0,5; сахароза – 20,0. Культивирование Azotobacter chroococcum осуществляли в термостатируемом шейкере 72 часа при 250 об/мин и температуре 28° С.

Культурально-морфологические признаки Azotobacter chroococcum. Крупные клетки овальной формы, грамотрицательные, размером 2,0-2,5×3,5-5,0 мкм с мелкозернистой цитоплазмой и компактным нуклеоидом. Молодые клетки имеют перитрихиальные жгутики, а также фимбрии, способны к движению. С возрастом культура становится полиморфной, клетки соединяются в цепочки, образуют нитчатые формы и сарциноподобные пакеты. В цитоплазме клеток появляется зернистость, связанная с накоплением гранул резервного соединения поли-3-оксибутирата. Стадия покоя характеризуется образованием цист и слизистых капсул. Колонии на агаризованной среде Эшби — полупрозрачные, беловатые, слизисто-морщинистые, со временем приобретают коричнево-черный цвет.

Полученным инокулятом засеивали питательные среды, в состав которых вошли отходы пищевых производств − меласса, послеспиртовая барда и молочная сыворотка (в соотношении 1:1:1) с добавлением лигноцеллюлозных наполнителей в соотношении 1:3, 1:6 к питательной среде. Культивирование проводили в течение 72 часов (3 суток) при 250 об/мин и температуре 28° С. Известно, что для роста бактерий Azotobacter chroococcum необходимы такие компоненты, как углеводы, спирты, органические кислоты, минералы в виде фосфорных и кальциевых солей. Используемые нами отходы пищевых производств содержат вещества, необходимые для роста микроорганизма, так и для образования и накопления полисахарида левана.

На втором этапе работы были получены биокомпозиционные материалы на основе соломы и свекловичного жома с биосвязующим на основе левана. Полученную нами культуральную жидкость с лигноцеллюлозным наполнителем подвергали упариванию и высушиванию в сушильном шкафу при температуре 50° С. Для придания пластичности биополимеру добавляли глицерин.

Нами было отмечено, что вид лигноцеллюлозного наполнителя в среде культивирования не оказывал отрицательного влияния на рост и развитие бактерии Azotobacter chroococcum (B-5787) Д-08. На третьи сутки полученная нами культуральная жидкость обладала густой и вязкой консистенцией, что показано на рисунке 27.

Рисунок 27 — Культуральная жидкость бактерий Azotobacter chroococcum (B-5787) Д-08 при росте на питательной среде с лигноцеллюлозным наполнителем: 1 – без лигноцеллюлозного наполнителя; 2 – с соломой; 3 – с соломой и свекловичным жомом (отношение лигноцеллюлозного наполнителя к питательной среде 1/1); 4 – соломой и свекловичным жомом (отношение лигноцеллюлозного наполнителя к питательной среде 1/2).

Наиболее это было выражено в среде с содержанием смеси свекловичного жома и соломы в соотношении 1:1.

На стадии получения биополимера проводили внесение наполнителей в суспензию, контроль за изменением реологических и физико-механических свойств.

В работе использовали вискозиметр ВПЖ-1, предназначенный для определения кинематической вязкости жидких сред. Вискозиметры данного типа позволяют измерять вязкость жидкостей при положительных и отрицательных температурах. Данный вискозиметр изготавливается из химико-лабораторного стекла в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 21400-75.

Стадия получения готовой продукции включает в себя высушивание, прессование, подготовку плёночного образца, создание готовой формы продукта и отгрузка готового продукта. Для этого использовали сушильный шкаф ШС-1000П с температурой от +20°C до +300°C. А также, лабораторный настольный гидравлический пресс ПГР-10, который создает усилие до 8 тонн. Для большинства материалов усилия 8 тонн достаточно чтобы запрессовать образец, площадь которого не превышает 4–5 см².

Указанные стадии технологического процесса проводились в лабораторных условиях.

Внешний вид биополимера на основе соломы и свекловичного жома с левансодержащим биосвязующим представлен на рисунке 28.

Рисунок 28 — Биоразлагаемый упаковочный материал на основе соломы и свекловичного жома с левансодержащим биосвязующим.

Вероятно, что использование свекловичного жома и левансодержащего биосвязующего позволяет получить материал, в котором происходит эффективное обволакивание древесных опилок и появляются условия для создания большего числа клеевых слоев за счет адгезивных свойств левана и веществ, входящих в состав свекловичного жома. Стоит предположить, что это вызвано присутствием в свекловичном жоме пектиновых веществ и связующих гликанов (растительной целлюлозы). Такая плотная структура материала может служить предпосылкой для высоких физико-механических свойств.

3.1.15. Получение биоразлагаемого материала для капсулирования семян корнеплодов из крахмала некондиционного зерна пшеницы дополнительным минеральным питанием пролонгированного действия

В рамках научной работы термин «капсулирование» означает изготовление достаточно плотной и прочной оболочки вокруг семени, назначением которой является защита семени от повреждений и снабжение его питательными веществами с момента прорастания после высадки в грунт.

При капсулировании семян, благодаря укрупнению посевного материала, создаются благоприятные условия для точного высева и в силу большей поверхности контакта с почвой семена интенсивней поглощают влагу.

Известны различные способы капсулирования семян в виде драже путем нанесения на поверхность семени искусственных одно- и многослойных оболочек из различных материалов, которые стимулируют прорастание, обогащают растение питательными веществами, предохраняют от поражения болезнями и вредителями.

В качестве полимерной композиции для капсулирования семян был взят биоразлагаемый материал на основе крахмала некондиционного зерна пшеницы. Биоразлагаемый материал обладает высокими адгезионными. свойствами, что делает протравители, микроэлементы, физиологически активные вещества более доступными для прорастающих семян и молодых проростков корнеплодов в течение длительного времени.

В состав композиционной смеси вносили дополнительно мезоэлемент магний, биопрепарат на основе биофлавоноидов гречихи и салициловой кислоты. Биопрепарат обладает защитно-стимулирующим действием, повышает иммунитет, способствует увеличению ростовой активности растений, защите их от болезней и вредителей.

Внешний вид посадочной ленты и капсулированных семян представлен на рисунке 29.

1 2

Рисунок 29- Биоразлагаемый материал для капсулирования семян корнеплодов из крахмала некондиционного зерна пшеницы с дополнительным минеральным питанием пролонгированного действия: 1-семена моркови; 2- семена свеклы сахарной.

Определение энергии прорастания и всхожести семян определяли по методике, описанной в ГОСТ 22617.2-94 «Семена сахарной свеклы. Методы определения всхожести, одноростковости и доброкачественности», ГОСТ 12038-84 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести».

Результаты лабораторных исследований, проведенных на семенах сахарной свеклы, показали высокую эффективность применения биоразлагаемого материала для капсулирования семян с дополнительным минеральным питание для повышения энергии прорастания и всхожести (табл. 9; 10).

Таблица 9. Энергия проростания семян сахарной свеклы с применением капсулирования биоразлагаемым материалом с дополнительным минеральным питанием

варниант	Энергия проростания				среднее
варниант	1-я проба	2-я проба	3-я проба	4-я проба	среднее
Контроль	61	59	58	63	60
Капсулированные семеня с дополнительным минеральным питанием	71	68	69	73	70

НСР _0,5 1,16

Таблица 10. Всхожесть семян сахарной свеклы с применением капсулирования биоразлагаемым материалом с дополнительным минеральным питанием.

варниант	Лабораторная всхожесть				среднее
варниант	1-я проба	2-я проба	3-я проба	4-я проба	среднее
Контроль	83	79	81	84	81
Капсулированные семеня с дополнительным минеральным питанием	86	82	89	88	86

НСР _0,5 1,10

Результаты лабораторных исследований, проведенных на семенах моркови представлены в таблицах 11,12.

Энергия проростания семян моркови определяли на 5 сутки, всхожесть на 10 сутки. Применение биоразлагаемого материала для капсулирования семян с дополнительным минеральным питанием для повышения энергии прорастания и всхожести, выявило, что энергия прорастания увеличивается на 10%, что составляет 16% по сравнению с контролем.

Таблица 11. Энергия проростания семян моркови с применением капсулирования биоразлагаемым материалом с дополнительным минеральным питанием

варниант	Энергия проростания				среднее
варниант	1-я проба	2-я проба	3-я проба	4-я проба	среднее
Контроль	62	59	60	66	62
Капсулированные семеня с дополнительным минеральным питанием	73	69	71	75	72

НСР _0,5 1,16

Таблица 12. Всхожесть семян моркови с применением капсулирования биоразлагаемым материалом с дополнительным минеральным питанием

варниант	Лабораторная всхожесть				среднее
варниант	1-я проба	2-я проба	3-я проба	4-я проба	среднее
Контроль	80	82	84	86	83
Капсулированные семеня с дополнительным минеральным питанием	89	84	86	88	87

НСР _0,5 1,10

Всхожесть семян моркови также подвержена положительному эффекту. В среднем лабораторная всхожесть повышается на 4% при использовании питательной ленты для посадки.

Таким образом, энергия проростания и лабораторная всхожесть оказалась выше у семян, с применением капсулирования биоразлагаемым материалом с дополнительным минеральным питанием по сравнению с контролем.

3.2. Исследование физических свойств полученных лабораторных образцов биоразлагаемого материала

Проблема создания биоразлагаемых композиционных полимерных материалов заключается в комплексном решении вопросов, связанных как со скоростью их биодеструкции, так и с технологическими, эксплуатационными и другими характеристиками. Одно из требований, предъявляемых к создаваемому материалу – сохранение технологических характеристик, присущих исходному полимеру, что имеет значение для учета возможности его переработки на стандартном оборудовании и в определенных условиях.

К основным физическим свойствам относятся: удельная масса , г/см³, предел прочности на разрыв , МН/м², предел прочности на изгиб , МН/м², относительное удлинение при разрыве, %, коэффициент эластичности, МН/м², ударная вязкость (прочность) , КДж/ м², максимальная рабочая температура , ^oC, удельное сопротивление, Омсм, тангенс угла диэлектрических потерь, электрическая прочность , МВм, горючесть, по UL94(США)>1.6мм, коэффициент трения по стали, коэффициент линейного расширения , 10^-6/^oC.

Исследование физических свойств лабораторных образцов биоразлагаемого материала проводились в соответствии с в национальном стандарте Российской Федерации ГОСТ Р 57432-2017. Упаковка. Пленки из биоразлагаемого материала. Общие технические условия.

Опытные образцы биоразлагаемого упаковочного материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы содержат от 40 до 50% включительно возобновляемого природного сырья;

Опытные образцы биоразлагаемого упаковочного материала из пшеничного крахмала и свекловичного жома содержат от 60 до 80% включительно возобновляемого природного сырья.

Опытные образцы биоразлагаемого упаковочного материала из пшеничного крахмала и пшеничного шрота содержат от 60 до 80% включительно возобновляемого природного сырья.

Опытные образцы биоразлагаемого упаковочного материала из гранул деструктурированного крахмала и полиэтиленгликоля содержат от 60 до 80% включительно возобновляемого природного сырья.

Представленные образцы по стандарту ГОСТ Р 57432—2017 классифицируются как гидроразлагаемые. По способу производства — пленки из биоразлагаемых полимерных материалов получены в результате: механической и химической обработки природных полимеров (крахмала, целлюлозы). Условия компостирования пленок – почвенные.

Опытные образцы соответствуют требованиям ГОСТ Р 57432—2017.

3.2.1. Физико-механические показатели и технические характеристики биоразлагаемой пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы

Гидромодуль на основе крахмала некондиционного зерна пшеницы получали на смесителе типа Брабендер при Т=105С в течение 15 минут. Пленочные образцы получали прессованием при комнатной температуре при последующей выдержке в термостате при Т=65С Толщина пленок составляла 200 ± 10 мкм. Физико-механические показатели биоразлагаемой пленки представлены в таблице 13.

Таблица 13. Физико-механические показатели биоразлагаемой пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы

Свойства полимера	Величина	Единица	Стандарт
Плотность	1,15	г/см³	ISO 1183
Поглощение воды,23 ^оС, поглощ.	25	%	ASTM D570
Прочность при растяжении. • в продольном направлении • а поперечном направлении	19 15	МПа (кг/см²)	По ГОСТ 14236 стандарта
Относительное удлинение при разрыве	7	%	По ГОСТ 14236 стандарта
Паропроницаемость	150	г/м²сут.	По ГОСТ 21472

При изучении физико-механических свойств лабораторного образца биоразлагаемой пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы были установлены пределы прочности, материал обладает достаточно плотной и однородной структурой. Плотность составляет 1,15 г/см³, прочность при растяжении в продольном направлении 19 МПа, прочность в поперечном направлении – 15 МПа и относительное удлинение при разрыве составляет 7%, что свидетельствует о возможности применения материала для упаковки продуктов в качестве пленок. Материал не подходит для вакуумных упаковок: паропроницаемость составила 150 г /м²сут., поглощение воды комнатной температуры -25%.

В таблице 14 сведены полученные значения стойкости биоразлагаемой пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы

Таблица 14. Показатели стойкости к внешним воздействиям биоразлагаемой пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы

Наименование показателя	Биоразлагаемый материал из крахмала некондиционного зерна пшеницы	Значение ГОСТ Р 57432—2017
Температура, ⁰С	60	60
Влажность, %	75	До 75
Химическая стойкость	Не допустим контакт со щелочами, кислотами. Умеренная восприимчивость к маслам и воде.
Биологическая стойкость	Не допускается контакт с природными микроорганизмами

Лабораторные образцы пленки выдерживают температуру окружающей среды до 60⁰С, влажность 75%, при эксплуатации изделий не допустим контакт со щелочами, кислотами. Умеренная восприимчивость материала к маслам и воде. Разрушение материала начинается при попадании в среду с природными микроорганизмами.

Технические характеристики биоразлагаемого материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы показаны в таблице 15.

Таблица 15. Технические характеристики

Наименование показателя	Биоразлагаемый материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы
Температура размягчения	60 ⁰С
Температура переработки	130-210 ⁰С
Степень биодеградации	Полностью деградирует в присутствии влаги как по аэробному, так и по анаэробному механизму за 45 дней
Теплостойкость	70⁰С
Поведение при горении	Горит без копоти, запах горелой бумаги, после сгорания остается зола.

По техническим характеристикам полученный лабораторный образец является биодеградируемым, выдерживает повышенные температуры, является безопасным в соответствии со стандартом ГОСТ Р 57432—2017.

3.2.2. Физико-механические показатели и технические характеристики биоразлагаемой пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с порошком жома сахарной свеклы

Смесевые композиции биоразлагаемого материала на основе крахмала некондиционного зерна пшеницы порошка жома сахарной свеклы получали на смесителе типа Брабендер при Т=105⁰С в течение 15 минут. Испытуемые образцы получали прессованием при комнатной температуре при последующей выдержке в термостате при Т=65⁰С. Толщина пленок составляла 200 ± 10 мкм.

Физико-механические показатели биоразлагаемой пленки из композиции пшеничного крахмала и свекловичного жома редставлены в таблице 16.

Таблица 16. Физико-механические показатели биоразлагаемой пленки из композиции пшеничного крахмала и свекловичного жома.

Свойства полимера	Величина	Единица	Стандарт
Плотность	1,17	г/см3	ISO 1183
Поглощение воды,23 ^оС, поглощ.	22	%	ASTM D570
Прочность при растяжении: • в продольном направлении • в поперечном направлении	19 15	МПа (кг/см2)	По ГОСТ 14236 стандарта
Относительное удлинение при разрыве	6	%	По ГОСТ 14236 стандарта
Паропроницаемость	150	г/м2сут.	По ГОСТ 21472

По результатам исследований физико-механических свойств лабораторного образца биоразлагаемого материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с порошком жома сахарной свеклы были установлены пределы прочности. Плотность составляет 1,17 г/см³, прочность при растяжении в продольном направлении 19 МПа, прочность в поперечном направлении – 15 МПа и относительное удлинение при разрыве составляет 6%. Материал не подходит для вакуумных упаковок: паропроницаемость составила 150 г /м²сут., поглощение воды комнатной температуры -22%.

Полученный лабораторный образец биоразлагаемого материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с порошком жома сахарной свеклы обладает свойствами для формования одноразовой посуды и транспортировочной тары и жесткой упаковки.

Показатели стойкости к внешним воздействиям биоразлагаемого материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с порошком жома сахарной свеклы представлены в таблице 17.

Таблица 17. Показатели стойкости к внешним воздействиям

Наименование показателя	Биоразлагаемый материала из пшеничного крахмала и свекловичного жома	Значение ГОСТ Р 57432—2017
Температура, ⁰С	60	60
Влажность, %	75	До 75
Химическая стойкость	Не допустим контакт со щелочами, кислотами. Умеренная восприимчивость к маслам и воде.
Биологическая стойкость	Не допускается контакт с природными микроорганизмами

Образцы биоразлагаемого материала полученные в лабораторных условиях выдерживают температуру окружающей среды до 60⁰С, влажность 75%, при эксплуатации изделий не допустим контакт со щелочами, кислотами. Умеренная восприимчивость материала к маслам и воде. Разрушение материала начинается при попадании в среду с природными микроорганизмами.

Технические характеристики биоразлагаемого материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с порошком жома сахарной свеклы представлены в таблице 18.

Таблица 18. Технические характеристики

Наименование показателя	Биоразлагаемый материала из пшеничного крахмала и свекловичного жома.
Температура размягчения	60 ⁰С
Температура переработки	130-210 ⁰С
Степень биодеградации	Полностью деградирует в присутствии влаги как по аэробному, так и по анаэробному механизму за 45 дней
Теплостойкость	70⁰С
Поведение при горении	Горит без копоти, запах горелой бумаги, после сгорания остается зола.

В соответствии с техническими характеристиками полученный лабораторный образец полимера является биодеградируемым, выдерживает повышенные температуры, является безопасным в соответствии со стандартом ГОСТ Р 57432—2017.

3.2.3. Физико-механические показатели и технические характеристики биоразлагаемой пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с пшеничными отрубями

Одна из основных особенностей полимеров состоит в том, что отдельные отрезки цепей (сегменты) могут перемещаться путем поворота вокруг связи и изменения угла. Такое смещение, в отличие от растяжения связей при упругой деформации истинно твердых тел, не требует большой энергии и происходит при невысокой температуре. Эти виды внутреннего движения — смена конформаций, несвойственные другим твердым телам, придают полимерам сходство с жидкостями.

Смесевые композиции биоразлагаемого материала крахмального гидромодуля с пшеничными отрубямиполучали на смесителе типа Брабендер при Т=105⁰С в течение 15 минут. Испытуемые образцы получали прессованием при комнатной температуре при последующей выдержке в термостате при Т=65⁰С.Толщина пленок составляла 200 ± 10 мкм.

Физико-механические показатели биоразлагаемого материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с порошком пшеничных отрубей представлены в таблице 19.

Таблица 19. Физико-механические показатели биоразлагаемой пленки из композиции пшеничного крахмала и пшеничных отрубей.

Свойства полимера	Величина	Единица	Стандарт
Плотность	1,17	г/см3	ISO 1183
Поглощение воды,23 ^оС, поглощ.	23	%	ASTM D570
Прочность при растяжении: • в продольном направлении • в поперечном направлении	18 15	МПа (кг/см2)	По ГОСТ 14236 стандарта
Относительное удлинение при разрыве	6	%	По ГОСТ 14236 стандарта
Паропроницаемость	150	г/м2сут.	По ГОСТ 21472

При исследовании физико-механических свойств лабораторного образца биоразлагаемого материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с пшеничными отрубями были установлены пределы прочности. Плотность составляет 1,17 г/см³, прочность при растяжении в продольном направлении 18 МПа, прочность в поперечном направлении – 15 МПа и относительное удлинение при разрыве составляет 6%. Материал не подходит для вакуумных упаковок: паропроницаемость составила 150 г /м²сут., поглощение воды комнатной температуры -23%.

Исследуемый лабораторный образец биоразлагаемого материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с пшеничными отрубями обладает свойствами для формования одноразовой посуды, учитывая компонентный состав полученного образца одноразовую посуду можно позиционировать как «съедобную».

Показатели стойкости к внешним воздействиям биоразлагаемого материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с пшеничными отрубями представлены в таблице 20.

Таблица 20. Показатели стойкости к внешним воздействиям

Наименование показателя	Биоразлагаемый материала из пшеничного крахмала и пшеничны отрубей	Значение ГОСТ Р 57432—2017
Температура, ⁰С	60	60
Влажность, %	75	До 75
Химическая стойкость	Не допустим контакт со щелочами, кислотами. Умеренная восприимчивость к маслам и воде.
Биологическая стойкость	Не допускается контакт с природными микроорганизмами

Таблица 21. Технические характеристики

Наименование показателя	Биоразлагаемый материала из пшеничного крахмала и пшеничных отрубей
Температура размягчения	60 ⁰С
Температура переработки	130-210 ⁰С
Степень биодеградации	Полностью деградирует в присутствии влаги, как по аэробному, так и по анаэробному механизму за 45 дней
Теплостойкость	70⁰С
Поведение при горении	Горит без копоти, запах горелой бумаги, после сгорания остается зола.

3.2.4. Физико-механические показатели и технические характеристики биоразлагаемой пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с полиэтиленгликолем

Смесевые композиции биоразлагаемого материала на основе крахмала некондиционного зерна пшеницы и полиэтиленгликоля получали на смесителе типа Брабендер при Т=105⁰С в течение 15 минут. Испытуемые образцы получали прессованием пленки при комнатной температуре при последующей выдержке в термостате при Т=65⁰С. Толщина пленок составляла 200 ± 10 мкм.

Физико-механические показатели биоразлагаемой пленки из гранул деструктурированного крахмала и полиэтиленгликоля представлены в таблице 22.

Таблица 22. Физико-механические показатели биоразлагаемой пленки из гранул деструктурированного крахмала и полиэтиленгликоля

Свойства полимера	Величина	Единица	Стандарт
Плотность	1,17	г/см3	ISO 1183
Поглощение воды,23 ^оС, поглощ.	10	%	ASTM D570
Прочность при растяжении: • в продольном направлении • а поперечном направлении	23 17	МПа (кг/см2)	По ГОСТ 14236 стандарта
Относительное удлинение при разрыве	7	%	По ГОСТ 14236 стандарта
Паропроницаемость	110	г/м2сут.	По ГОСТ 21472

Экспериментальные данные физико-механических свойств сополимера крахмала и полиэтиленгликоля показывают максимальные границы пределов прочности, материал обладает достаточно плотной и однородной структурой. Плотность составляет 1,17 г/см³, прочность при растяжении в продольном направлении 23 МПа, прочность в поперечном направлении – 17 МПа и относительное удлинение при разрыве составляет 7%, что свидетельствует о возможности применения материала для упаковки продуктов в качестве пленок. Материал не подходит для вакуумных упаковок: паропроницаемость составила 110 г /м²сут., поглощение воды комнатной температуры -10%.

Показатели стойкости к внешним воздействиям сополимара крахмала и полиэтиленгликоля показаны в таблице 23.

Таблица 23. Показатели стойкости к внешним воздействиям

Наименование показателя	Биоразлагаемый материала из гранул деструктурированного крахмала и полиэтиленгликоля	Значение ГОСТ Р 57432—2017
Температура, ⁰С	60	60
Влажность, %	75	До 75
Химическая стойкость	Не допустим контакт со щелочами, кислотами. Умеренная восприимчивость к маслам и воде.
Биологическая стойкость	Не допускается контакт с природными микроорганизмами

Достоинство лабораторного образца пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с полиэтиленгликолем — низкая вязкость — дает возможность формования изделий при минимальном усилии прессования или вообще без него, под действием собственного веса. Более того, даже в смеси с наполнителями образец сохраняет текучесть, что позволяет набрасывать материал на поверхность макета, не применяя давления, получать детали крупных размеров сложной формы.

Технические характеристики полученного образца представлены в таблице 24.

Таблица 24. Технические характеристики

Наименование показателя	Биоразлагаемый материала из гранул деструктурированного крахмала и полиэтиленгликоля
Температура размягчения	60 ⁰С
Температура переработки	130-210 ⁰С
Степень биодеградации	Полностью деградирует в присутствии влаги как по аэробному, так и по анаэробному механизму за 70 дней
Теплостойкость	90⁰С
Поведение при горении	Горения не происходит, материал плавиться.

На основании анализа физико-механических свойств биоразлагаемых пленок и технических характеристик полученную композицию можно рекомендовать для производства эластичных упаковочных пленок.

3.2.5. Физико-механические показатели и технические характеристики биоразлагаемого материала формования транспортировочной тары под рассаду из крахмала некондиционного зерна пшеницы и жома сахарной свеклы

Смесевые композиции биоразлагаемого материала на основе крахмала некондиционного зерна пшеницы и жома сахарной свеклы получали на смесителе типа Брабендер при Т=105⁰С в течение 15 минут. Испытуемые образцы получали прессованием при комнатной температуре при последующей выдержке в термостате при Т=65⁰С. Толщина пленок составляла 200 ± 10 мкм.

Основой для понимания свойств материала являются сведения о том, как материал реагирует на любую нагрузку. Зная величину деформации, создаваемой данной нагрузкой (напряжением), конструктор может предсказать реакцию конкретного изделия на его рабочие условия. Зависимость напряжений и деформаций при растяжении являются наиболее широко публикуемыми механическими свойствами для сравнения материалов или конструирования конкретных изделий.

Физико-механические показатели транспортировочной тары под рассаду из крахмала некондиционного зерна пшеницы и жома сахарной свеклы представлены в таблице 25.

Таблица 25. Физико-механические показатели биоразлагаемого материала формования транспортировочной тары под рассаду из крахмала некондиционного зерна пшеницы и жома сахарной свеклы

Свойства полимера	Величина	Единица	Стандарт
Плотность	1,17	г/см3	ISO 1183
Поглощение воды,23 ^оС, поглощ.	26	%	ASTM D570
Прочность при растяжении: • в продольном направлении • в поперечном направлении	17 14	МПа (кг/см2)	По ГОСТ 14236 стандарта
Относительное удлинение при разрыве	5	%	По ГОСТ 14236 стандарта
Паропроницаемость	150	г/м2сут.	По ГОСТ 21472

По результатам исследований физико-механических свойств лабораторного образца биоразлагаемого материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с жомом сахарной свеклы были установлены пределы прочности. Плотность составляет 1,17 г/см³, прочность при растяжении в продольном направлении 17 МПа, прочность в поперечном направлении – 14 МПа и относительное удлинение при разрыве составляет 5%. Материал не подходит для вакуумных упаковок: паропроницаемость составила 150 г /м²сут., поглощение воды комнатной температуры -26%.

Полученный лабораторный образец биоразлагаемого материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с жомом сахарной свеклы обладает свойствами для формования и транспортировочной тары и жесткой упаковки.

Показатели стойкости к внешним воздействиям характеризуют способность изделия сохранять работоспособность под воздействием факторов окружающей среды. Они соответствуют таким свойствам как:

1) пылезащизенность, 2) влагозащищенность, 3) вибропрочность, 4) ударопрочность, 5) температура окружающей среды при хранении и эксплуатации.

Содержание влаги может привести к изменению размеров или таких свойств, как сопротивление электроизоляции, электрические потери диэлектриков, механическая прочность и внешний вид.

Показатели стойкости к внешним воздействиям лабораторного образца из крахмала некондиционного зерна пшеницы и жома сахарной свеклы представлены в таблице 26.

Таблица 26. Показатели стойкости к внешним воздействиям

Наименование показателя	Биоразлагаемый материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы и жома сахарной свеклы	Значение ГОСТ Р 57432—2017
Температура, ⁰С	60	60
Влажность, %	75	До 75
Химическая стойкость	Не допустим контакт со щелочами, кислотами. Умеренная восприимчивость к маслам и воде.
Биологическая стойкость	Не допускается контакт с природными микроорганизмами

Образцы биоразлагаемого материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы и жома сахарной свеклы, полученные в лабораторных условиях, выдерживают температуру окружающей среды до 60⁰С, влажность 75%, при эксплуатации изделий не допустим контакт со щелочами, кислотами. Умеренная восприимчивость материала к маслам и воде. Разрушение материала начинается при попадании в среду с природными микроорганизмами.

На основании анализа физико-механических свойств биоразлагаемых материала и технических характеристик (табл.27) полученную композицию можно рекомендовать для производства твердой транспортировочной тары сельскохозяйственной рассады и сухой сыпучей сельскохозяйственной продукции.

Таблица 27. Технические характеристики

Наименование показателя	Биоразлагаемый материала из крахмала некондиционного зерна пшеницы и жома сахарной свеклы
Температура размягчения	60 ⁰С
Температура переработки	130-210 ⁰С
Степень биодеградации	Полностью деградирует в присутствии влаги как по аэробному, так и по анаэробному механизму за 45 дней
Теплостойкость	70⁰С
Поведение при горении	Горит без копоти, запах горелой бумаги, после сгорания остается зола.

3.2.6. Физико-механические показатели и технические характеристики биокомпазиционного материала из соломы, жома сахарной свеклы и полисахарида леван

В состав полимерной композиции били введены концентрированные компоненты культуральной жидкости азотобактерий. У молодых клеток азотобактера плазма мелкозернистая. При старении клетки азотобактера теряют свою подвижность, укорачиваются и принимают почти кокковидную форму. В плазме появляются зерна, резко преломляющие свет. Их природа различна (жировые капли, волютин, метахроматические включения и т.д.). В этот период времени клетка (или группа клеток азотобактера) покрываются толстой слизистой капсулой. Вещество капсулы состоит из полисахаридов и содержит около 0,023% азота. Старение культур азотобактера сопровождается образованием пигмента, поэтому цвет микроорганизма может колебаться от свето-желтого до темно-коричневого (Az. chroococcum), Пигментообразование и интенсивность цвета зависят также от состава питательной среды и условий роста культуры.

Смесевые композиции биоразлагаемого материала из соломы, жома сахарной свеклы и полисахарида леван получали на смесителе типа Брабендер при Т=105⁰С в течение 15 минут. Испытуемые образцы получали прессованием при комнатной температуре при последующей выдержке в термостате при Т=65⁰С. Толщина пленок составляла 200 ± 10 мкм.

Физико-механические показатели биокомпазиционного материала из соломы, жома сахарной свеклы и полисахарида левана представлены в таблице 28.

Таблица 28. Физико-механические показатели биокомпазиционного материала из соломы, жома сахарной свеклы и полисахарида леван

Свойства полимера	Величина	Единица	Стандарт
Плотность	1,17	г/см3	ISO 1183
Поглощение воды,23 ^оС, поглощ.	23	%	ASTM D570
Прочность при растяжении. • в продольном направлении • а поперечном направлении	22 19	МПа (кг/см2)	По ГОСТ 14236 стандарта
Относительное удлинение при разрыве	9	%	По ГОСТ 14236 стандарта
Паропроницаемость	150	г/м2сут.	По ГОСТ 21472

При исследовании физико-механических свойств лабораторного образца биокомпазиционного материала из соломы, жома сахарной свеклы и полисахарида леван были установлены пределы прочности. Плотность составляет 1,17 г/см³, прочность при растяжении в продольном направлении 22 МПа, прочность в поперечном направлении – 19 МПа и относительное удлинение при разрыве составляет 6%. Материал не подходит для вакуумных упаковок: паропроницаемость составила 150 г /м²сут., поглощение воды комнатной температуры -23%.

Исследуемый лабораторный образец биокомпазиционного материала из соломы, жома сахарной свеклы и полисахарида леван обладает свойствами для формования одноразовой посуды, учитывая компонентный состав полученного образца одноразовую посуду можно позиционировать как «съедобную».

В таблице 29 показаны показатели стойкости к внешним воздействиям полученного полимера.

Таблица 29. Показатели стойкости к внешним воздействиям

Наименование показателя	Биокомпазиционного материала из соломы, жома сахарной свеклы и полисахарида леван	Значение ГОСТ Р 57432—2017
Температура, ⁰С	60	60
Влажность, %	75	До 75
Химическая стойкость	Не допустим контакт со щелочами, кислотами. Умеренная восприимчивость к маслам и воде.
Биологическая стойкость	Не допускается контакт с природными микроорганизмами

Технические характеристики биополимера показаны в таблице 30.

Таблица 30. Технические характеристики

Наименование показателя	Биокомпазиционный материал из соломы, жома сахарной свеклы и полисахарида леван
Температура размягчения	60 ⁰С
Температура переработки	130-210 ⁰С
Степень биодеградации	Полностью деградирует в присутствии влаги, как по аэробному, так и по анаэробному механизму за 45 дней
Теплостойкость	70⁰С
Поведение при горении	Горит без копоти, запах горелой бумаги, после сгорания остается зола.

Рисунок 30- Стадии биодеградации в присутствии влаги под воздействием стандартизованной субстанции с заданным содержанием микроорганизмов Bacillus Subtilis.

3.2.7. Исследование фоторазложения полученных лабораторных образцов биоразлагаемого материала

Фотохимические превращения происходят в полимере под действием ультрафиолетового и видимого света если полимер содержит химические связи или группы, поглощающие свет в этих областях спектра (так называемые хромофорные группы).

При поглощении фотона хромофорные группы переходят в возбужденное состояние, энергия которого может превысить энергию диссоциации химической связи. В этом случае связь диссоциирует с образованием радикалов, которые вызывают вторичные, так называемые темновые, реакции распада, деполимеризации, изомеризации, передачи цепи и т.д. Следует иметь в виду, что возбужденные хромофорные группы могут дезактивироваться, поэтому квантовый выход (отношение числа квантов, вызвавших реакцию, к общему числу поглощенных квантов) обычно очень мал, порядка 10^-4.

Солнечный свет, достигший поверхности Земли, содержит ультрафиолетовый участок спектра с Казалось бы, что интенсивной фотодеструкции должны подвергаться лишь полимеры, содержащие в макромолекулах хромофорные группы, поглощающие свет в близкой области. — карбонильные ароматические Однако старению под действием естественного освещения подвергаются практически все полимеры.

Это обусловлено содержанием хромофорных групп в составе случайных примесей (пластификаторов, стабилизаторов) и в продуктах окисления полимера. Такие неконтролируемые хромофорные группы могут инициировать фотостарение полимера, выступая в качестве фотосенсибилизаторов или фотоинициаторов. Молекулы сенсибилизатора, поглотившие квант света, передают энергию возбуждения макромолекулам, что приводит к диссоциации химических связей. Фотоинициатор под действием света распадается на радикалы, которые инициируют цепные реакции с участием макромолекул.

Образцы биоразлагаемого материала подвергались ультрофиолетовому излучению в течение 91 дня. Для проведения лабораторных испытаний использовали камеру с УФ- лампами имеющими длинну волны Внешний вид образцов показан на рисунке 31.

а)

б)

в)

Рисунок 31 — Образцы биоразлагаемого материала в УФ — камере с длинной волны УФ-света а) биоразлагаемый материал на основе крахмала некондиционного зерна пшеницы и жома сахарной свеклы; б) биокомпозиционный материал на основе соломы и свекловичного жома с левансодержащим биосвязующим на основе экзополисахарида продуцируемого Azotobacter chroococcum (B-5787) Д-08; в) биоразлагаемый материал на основе крахмала некондиционного зерна пшеницы.

Изменение массы биоразлагаемого материала в течение эксперимента представлено в таблице 31.

Таблица 31. Изменение массы биоразлагаемого материала под воздействием УФ-лучей с λ=320нм.

Состав композиции	Массы образцов под действием УФ-света, гр
Состав композиции	1 нед	3 нед	5 нед	7 нед	9 нед	11 нед	13 нед
Крахмал + глицерин	1,123	1,123	1,123	1,122	1,122	1,122	1,122
Крахмал+глицирин+жом	1,201	1,201	1,201	1,201	1,200	1,200	1,200
Жом+солома+леван	1,284	1,284	1,284	1,284	1,283	1,283	1,283

В результате проведенных исследований было доказано, что образцы биоразлагаеиого материала не подвержены фоторазложению. Что обьясняется отсутствием в соединениях биоразлагаемых материалах хромофорных групп.

3.3. Исследование безопасности полученных лабораторных образцов биоразлагаемого материала

Существенным фактором, сдерживающим внедрение разнообразных полимерных материалов, является их пожарная опасность, обусловленная горючестью и сопутствующими процессами. Пожарная опасность материалов и изделий из них определяется в технике следующими характеристиками: 1) горючестью, то есть способностью материала загораться, поддерживать и распространять процесс горения; 2) дымовыделением при горении и воздействии пламени; 3) токсичностью продуктов горения и пиролиза — разложения вещества под действием высоких температур; 4) огнестойкостью конструкции, то есть способностью сохранять физико-механические (прочность, жесткость) и функциональные свойства изделия при воздействии пламени. В свою очередь, горючесть — это комплексная характеристика материала или конструкции. Она включает следующие величины: 1) температуру воспламенения или самовоспламенения; 2) скорости выгорания и распространения пламени по поверхности; 3) предельные параметры, характеризующие условия, при которых возможен самоподдерживающийся процесс горения, например состав атмосферы (кислородный индекс) или температура (температурный индекс).

Следует отметить, что перечисленные выше характеристики пожарной опасности и горючести часто являются противоречивыми и улучшение одного из свойств может сопровождаться ухудшением других. Кроме того, введение добавок, снижающих пожарную опасность полимерных материалов, обычно приводит к некоторому ухудшению физико-механических, диэлектрических и других эксплуатационных и технологических свойств, а также повышению стоимости материала. Поэтому снижение пожарной опасности полимерных материалов является задачей по оптимизации комплекса характеристик создаваемого материала.

Наиболее широко распространенными стандартами по характеристикам воспламеняемости являются стандарты категорий UL94 (научно-исследовательских лабораторий страховых компаний) для пластиков. Эти категории определяют способность материала к гашению пламени после воспламенения. Может быть присвоено несколько категорий на основе скорости горения, времени гашения, стойкости к образованию капель и в зависимости от того, горючи или негорючи образующиеся капли. Каждому испытуемому материалу может быть присвоено несколько категорий в зависимости от цвета и/или толщины. При конкретном выборе материала для применения категория UL должна определяться по самой тонкой стенке пластиковой детали. Категория UL всегда должна указываться вместе с толщиной: простое указание категории UL без толщины недостаточно.

Требования безопасности к упаковке и пленке из биоразлагаемого материала прописаны в национальном стандарте Российской Федерации ГОСТ Р 57432-2017, а также в ФЗ №123 [1]

В соответствии с ГОСТ Р 57432-2017 и ГОСТ 12.1.010–76 [2] образцы биоразлагаемого материала при комнатной температуре не выделяют в окружающую среду токсичных веществ и не оказывают при непосредственном контакте вредного влияния на организм человека. Работа с ней особых мер предосторожности не требует.

Образцы биоразлагаемого материала не взрывоопасны, при поднесении открытого огня загораются без взрыва и горят коптящим пламенем с образованием расплава и выделением нетоксичных продуктов.

Промышленная синтетическая пленки из полиэтилена загорается без взрывной реакции, горении идет плавно с появления копоти черного цвета и выделения продуктов сгорания в атмосферу. При сгорании ощущается запах пластмассы, после сгорания образуется твердый не разрушаемый остаток (рис.32).

Рисунок 32 — Поведение при горении промышленной синтетической полиэтиленовой пленки.

Рисунок 33 — Поведение при горении лабораторного образца биоразлагаемого материала на основе крахмала пшеницы.

Лабораторный образец биоразлагаемой пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы загорается без взрывной реакции, горении идет плавно и равномерно без появления копоти и выделения продуктов сгорания в атмосферу (рис.33). При сгорании ощущается запах горелой бумаги, после сгорания образуется легко разрушаемый зольный остаток (рис.34).

Рисунок 34 — Продукты горения биоразлагаемого материала на основе крахмала пшеницы в виде зольного остатка.

Рисунок 35 — Поведение при горении лабораторного образца биоразлагаемого материала на основе крахмала пшеницы в композиции с жомом сахарной свеклы.

Лабораторный образец биоразлагаемой пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с жомом сахарной свеклы загорается без взрывной реакции, горении идет плавно и равномерно без появления копоти и выделения продуктов сгорания в атмосферу (рис.35). При сгорании ощущается запах горелой бумаги, после сгорания образуется легко разрушаемый зольный остаток (рис. 36).

Рисунок 36 — Продукты горения биоразлагаемого материала на основе крахмала пшеницы в композиции с жомом сахарной свеклы в виде зольного остатка

Лабораторный образец биоразлагаемой пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с пшеничным шротом загорается без взрывной реакции, горении идет плавно и равномерно без появления копоти и выделения продуктов сгорания в атмосферу (рис.37). При сгорании ощущается запах горелой бумаги, после сгорания образуется легко разрушаемый зольный остаток (рис.38).

Рисунок 37 — Поведение при горении лабораторного образца биоразлагаемого материала на основе крахмала пшеницы в композиции с пшеничными отрубями.

Рисунок 38 — Продукты горения биоразлагаемого материала на основе крахмала пшеницы в композиции с пшеничным шротом в виде зольного остатка.

Лабораторный образец биоразлагаемой пленки из крахмала некондиционного зерна пшеницы в композиции с полиэтиленгликолем практически не горит, в открытом пламени горелки образец плавиться без взрывной реакции, без появления копоти и выделения продуктов сгорания в атмосферу (39). При сгорании ощущается синтетический запах, после сгорания образуется твердый остаток (рис.40).

Рисунок 39 — Поведение при горении лабораторного образца биоразлагаемого материала на основе крахмала пшеницы в композиции с полиэтиленгликолем.

Рисунок 40 — Продукты горения биоразлагаемого материала на основе крахмала пшеницы композиции с полиэтиленгликолем.

Горение биополимеров представляет собой очень сложный физико-химический процесс, включающий как химические реакции деструкции, сшивания и карбонизации полимера в конденсированной фазе (а также химические реакции превращения и окисления газовых продуктов), так и физические процессы интенсивных тепло- и массопередачи. Реакции в конденсированной фазе фактически приводят к двум основным типам продуктов: 1) газообразным веществам (горючим и негорючим) и 2) твердым продуктам (углеродсодержащим и минеральным). При протекании реакции в газовой фазе в предпламенной области образуются топливо для пламени, сажа и пр.

Специфической особенностью химии пламени является наличие сложного пространственного распределения температуры и концентраций исходных и промежуточных веществ и продуктов, а также для большинства полимеров — наличие огромного числа разнообразных продуктов деструкции как в конденсированной, так и в газовой, предпламенной области. Все это чрезвычайно затрудняет экспериментальные исследования и создание строгих количественных теорий процессов горения полимеров, которые бы учитывали все химические и другие особенности конкретных систем. Тем не менее, для горения большинства биополимерных материалов характерны некоторые общие качественные закономерности.

Выводы

1. Разработаны компонентные составы биоразлагаемых материалов с повышенными адгезивными свойствами — сополимеры крахмала с целлюлозными наполнителями, включающие микробный азот и экзополисахариды азотобактера Azotobacter Chroococcum (B-5787) Д-08 сроком биоразложения до 45 суток.

2. Проявление свойств полимерной продукции зависит от состава сополимера, степени гидрофильности, условий производства. Диапазон температур реакции полимеризации составляет 100—150⁰С. При более высоких температурах происходит резкое изменение механических свойств (уменьшение жесткости, прочности, твердости), связанное с приближением к температуре текучести аморфных или температуре плавления кристаллических полимеров. При гидромодуле крахмал:вода = 1:3,32-3,34 оптимальная температура воздействия на композиционный состав для получения биоразлагаемого материала составляет 105⁰С, время воздействия 3 минуты.

3. Исследование реологических и физико-механических свойств биоразлагаемых материалов выявило сопостовление качества опытных образцов с имеющимися аналогами. Плотность образцов составила 1,17-1,15 г/см³, прочность при растяжении в продольном направлении 18-23 МПа, прочность в поперечном направлении 14-17 МПа, относительное удлинение при разрыве 5-7%.

4. В соответствии с ГОСТ Р 57432-2017 образцы биоразлагаемого материала при комнатной температуре не выделяют в окружающую среду токсичных веществ и не оказывают при непосредственном контакте видимого вредного влияния на организм человека. Работа с ними особых мер предосторожности не требует. Полученные материалы не взрывоопасны, при поднесении открытого огня загораются без взрыва и горят коптящим пламенем с образованием расплава и выделением нетоксичных продуктов.

5. Предложена линейка биоразлагаемой полимерной продукции: ящики, горшки, стаканчики для выращивания посадочного материала и рассады; пакеты для хранения сухих сыпучих смесей, семян; посевная лента для семян с добавлением питательных веществ, одноразовая посуда.

6. Получены патенты на изобретение «Биоразлагаемое вещество на основе природных полимеров» (№ 2709883 от 23.12.2019 г), «Съедобная посуда» (№ 2710151 от 24.12.2019 г), определяющие компоненты композиций, технологические режимы и новые приемы создания экологически безопасного биоразлагаемого материала на основе растительного сырья и отходов сахароперерабатывающей промышленности.

Разработаны методические рекомендации по технологии получения биоразрушаемого материала на основе сельскохозяйственных отходов для производства посуды, посадочных горшков и упаковки.

Презентационные образцы биоразрушаемой продукции для сельского хозяйства были представлены на выставках и конкурсах:

1. Выставка в рамках проведения Всероссийской научно-практической конференции «Биоологизация и продовольственная безопасность — векторы развития современного АПК», 18 июня 2019 г, г. Орел.

2. Выставка в рамках проведения Дня поля-2019 г., 20 июня 2019 г., с. Шатилово, Орловской области.

3. Международный форум предпринимателей и организаций потребительской кооперации «Хлеб, ты мир», 19 сентября 2019 г., Калужская область, этнографический парк-музей «Этномир».

4. Конкурс инновационных разработок в рамках недели агропромышленного комплекса «Золотая осень» 2019 г., проект награжден бронзовой медалью «Разработка технологии на основе природных компонентов», 9-12 октября 2019 г., г. Москва.

Заключение

Значение полимерных материалов в жизни современного общества трудно переоценить. Рост производства и потребления полимеров – одно из основных направлений развития мировой экономики. В последние годы темпы роста производства полимерных материалов неуклонно возрастают. Вместе с тем остро встает проблема утилизации полимерных отходов после истечения срока эксплуатации материалов и изделий, получаемых на их основе. В этой связи все большее внимание исследователей привлекает задача придания биоразлагаемости полимерным системам, которые сохраняли бы свои потребительские свойства в течение срока эксплуатации, а по его истечении подвергались бы при определенных условиях физико-химическим и биохимическим превращениям, ускоренно разрушаясь и разлагаясь на безвредные для природы компоненты.

Разработанный компонентный состав сополимеров крахмала и композиций на его основе с полиэтиленгликолем, порошком жома сахарной свеклы, пшеничными отрубями, а также микробным азотом и экзополисахаридами азотобактера Azotobacter Chroococcum (B-5787) Д-08 позволяет получить биополимеры сроком биоразложения до 45 суток. Важно, что разрушение материала начинается при попадании в среду с природными микроорганизмами. При утилизации полимерных материалов в естественных условиях окружающей среды определяющим является подверженность полимерных материалов биообрастанию и биодеструкции. Проведенные исследования показали, что наиболее подвержены биодеструкции полимерные материалы, которые имеют структуру близкую или соответствующую структуре природных полимеров.

Лабораторные образцы биополимеров выдерживают температуру окружающей среды до 60⁰С, влажность 75%. Повышение концентрации крахмала в полимере до 60% увеличивает его водорастворимость, обеспечивает ускорение биодеградации грибами рода Trichoderma, Penicillium funiculogum. Однако при этом возникают различные дефекты, такие как неоднородности и трещины, пустоты и искажения в конечном продукте. Тем не менее, при составлении смеси, задавая процентное соотношение компонентов и добавляя пластификаторы и целлюлозные наполнители, можно противодействовать увеличению вязкости, тем самым регулируя процесс агломерации и качество полимера.

Использование функционализированных полимеров, таких как полиэтиленгликоль в качестве полимерных связующих в биоразлагаемых полимерных материалах целесообразно для регулирования гидрофобно-гидрофильных свойств компонентов, повышения совместимости их базовых компонентов. Сочетание этих свойств делает биоразлагаемые полимерные материалы с добавлением полиэтиленгликоля конкурентоспособными с другими материалами, в том числе и синтетическими.

Деформационно–прочностные свойства сополимеров крахмала показали, что при растяжении полимерная матрица деформируется с разрушением адгезионных связей с молекулами крахмала, уменьшая прочность и относительное удлинение при растяжении. При определенном напряжении полимерная матрица отделяется от поверхности наполнителя, например целлюлозы с образованием мелких пор. При критической деформации и одинаковой адгезионной прочности меньшая подвижность и большая поверхность частиц наполнителя приводит к образованию в матрице крупных пор. На механические свойства сополимеров влияет характер упаковки и взаимодействие на границе раздела фаз. Наполнение полимера сопровождается уменьшением плотности упаковки макромолекул и возрастанием свободного объема. Вследствие этого происходит ограничение подвижности цепей и элементов надмолекулярных структур из-за перехода некоторой части макромолекул в граничные слои. Этот процесс сопровождается изменением термодинамических параметров биополимера.

Реологические характеристики биополимеров определяют выбор метода переработки. Увеличение вязкости биополимера пропорционально содержанию наполнителя. Это объясняется ростом жесткости в полимере, которая в свою очередь приводит к уменьшению подвижности макромолекулярных цепей при воздействии напряжения сдвига.

Новая высокотехнологичная биоразрушаемая продукция востребована в сельском хозяйстве в качестве разнообразных пленок, укрывающих материалов, горшков для рассады, упаковки для семян, пленки, сеток, пакетов для сухой продукции, рассчитанных на небольшие сроки хранения. В Орловской области имеется ряд сахапраперерабатывающих предприятий, имеющих большой объем свекловичного жома в качестве отхода, который можно на месте без предварительной предобработки использовать на производство биоразлагаемого материала.

По результатам исследования получено 2 патента на изобретение, опубликованы 6 статей (из них 1 в рецензируемом журнале ВАК, 1 Scopus), 1 принята к печати в журнал, индексируемый Scopus: «Экология и промышленность Росии»:

Пат. РФ №2709883 Биоразлагаемое вещество на основе природных полимеров / Павловская Н.Е., Гаврилова А.Ю., Гагарина И.Н., Горькова И.В., Гуляева К.Н. ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ им. Н.В. Парахина».- № 2019102573; заявл. 30.01.2019. — опубл. 23.12.2019 Бюл. № 36.- 7 с.
Пат. РФ №2710151 Съедобная посуда / Павловская Н.Е., Гаврилова А.Ю., Гагарина И.Н., Горькова И.В., Гуляева К.Н. ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ им. Н.В. Парахина».- № 2019102576; заявл.30.01.2019. — опубл. 24.12.2019 Бюл. № 36.- 5 с.
Павловская Н.Е., Горькова И.В., Гагарина И.Н., Гаврилова А.Ю., Гуляева К.Н. Оптимизация состава гидромодуля для создания биодеградируемой посуды на основе отходов сельскохозяйственного производства // В книге: Биотехнология: состояние и перспективы развития Материалы международного конгресса. 2019. — С. 108-109. ISBN:978-5-9909118-0-2
Оптимизация состава полимер-крахмальных композиций для создания упаковочного материала и тары / Павловская Н.Е., [и др.] // Пищевая промышленность. 2019. № 7. — С. 8-11. ISSN печатной версии 0235-2486
Гагарина И.Н., Гаврилова А.Ю. Композиционные материалы на основе полиэтиленгликоля и крахмала в качестве наполнителя /Биоразнообразие и рациональное использование природных ресурсов материалы докладов VII Всероссийской научно-практической конференции, с международным участием. Махачкала, 2019. — С. 429-431. ISBN: 978-5-00128-094-1
Гагарина И.Н., Гаврилова А.Ю. Получение биоразлагаемого материала с использование крахмалосодержащих продуктов /В сборнике: Инновационная деятельность науки и образования в агропромышленном производстве. Курск, 2019. — С. 353-357. ISBN: 978-5-7369-0839-4
Павловская Н.Е., Гаврилова А.Ю., Гагарина И.Н., Горькова И.В., Агеева Н.Ю. Разработка состава композиций для получения упаковочного материала / В сборнике: Рациональное использование сырья и создание новых продуктов биотехнологического назначения Мат. Всер. н.-пр. конф. с межд. участием по актуальным проблемам в области биотехнологии. 2019. — С. 292-294. eLIBRARY ID: 41200333
Павловская Н.Е., Горькова И.В., Гаврилова А.Ю., Гагарина И.Н. Сreation of new polymer composite bioplastics to produce disposable tableware based on starch //IOP «Conference Series: Earth and Environmental Scince» 422 (2020) 012120 doi:10.1088/1755-1315/422/1/012120. To cite this article: N E Pavlovskay et al 2020 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 422 012120 https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/422/1/012120
Павловская Н.Е., Горькова И.В., Гаврилова А.Ю., Гагарина И.Н., Гуляева К.Н. Исследование влияния композитных наполнителей на реологические свойства полимеров для создания биоразрушаемой пленки // Экология и промышленности Росии [в печати].

Список использованных источников

Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N123–ФЗ Технический регламент о требованиях пожарной безопасности.
ГОСТ 12.1.010–76. Взрывобезопасность. Общие требования.– М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. – 7 с.
Алексанян К.В. Биоразлагаемые композиции на основе природных полисахаридов и их производных с синтетическими полимерами : дис. … канд. хим. наук. М., 2012.
Бабкина О.В., Новиков В.Т., Князев А.С., Алексеенко К.В. Cпособ получения гликолида из гликолевой кислоты с высокой степенью конверсии // Вестник Томского государственного университета. – 2013 . – № 366 . – С. 194–196
Борисов Е. В центре внимания биоразлагаемые полимеры //The Chemical Journal. – Май 2005. – №.43–с.68–71.
Во Тхи Хоай Тху. Модифицированные биоразлагаемые композиционные материалы на основе полиэтилена. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Москва. 2009. — 23 с.
Вильданов Ф. Ш., Латыпова Ф. Н., Красуцкий П. А., Чанышев Р. Р. Биоразлагаемые полимеры современное состояние и перспективы использования // Башкирский химический журнал. – 2012. – №1 . –С.135-139.
Галиханов М.Ф., Жигаева И. А., Загрутдинова А.К., Дебердеев Р.Я., Муслимова A.A. Электретные свойства композиций сополимера этилена с винилацетатом с крахмалом // РГПУ. № 11. — С. Петербург. — 2009. — С. 115 — 119.
Донцова Э., Снежко А.Г. Новые пленочные упаковки с антимикробными свойствами. // Тара и упаковка. – 2002. — №5. — С. 40 — 41.
Емельяненко В.Н., Веревкин С.П., Степурко Е.Н., Роганов Г.Н., Георгиева М.К. Термодинамические свойства гликолевой кислоты и гликолида // Журнал физической химии . – 2010. Т. 84; № 8. С. 1434 – 1441.
Ермолович O.A., Макаревич AB:, Гончарова Е.П., Власова F.M. Методы оценки; биоразлагаемости полимерных материалов. // Биотехнология . – 2005. — № 4. — С. 47 — 54.
Калганова С.Г. Рабочая камера СВЧ электротехнологической установки для нетепловой модификации тканей с полимерной нитью / Е.М. Гришина, С.Г. Калганова // Вестиик СІТУ. – 2006. – №4(19). Вып. С. 125-130.
Коваленко О., Молодиченко М. Биоразложение: углеродный след упаковки. / Тара и упаковка. – 2011. – № 4. – Стр. 16-20.
Кленин В.И., Федусенко И.В. Высокомолекулярные соединения. Саратов: Изд-во СГУ. 2008. – 440 с.
Легонъкова О., Сдобкина О., Бокарев А., Мшщкова Е., Пешехонова А., Самойлова Л. Кразмалонаполненные полимерные биоразлагаемые материалы. // Тара и упаковка. – 2003. — № 5. — С. 56 — 58.
Легонькова O.A. Биоразлагаемые полимерные материалы в пищевой промышленности. // Пищевая промышленность; 2007. — № 6: -С. 26 — 28.
Луканина Ю.К., Колесникова Н.Н., Лихачев А.Н. , Хватов А.В., Попов А.А. Влияние структуры полимерной матрицы на развитие микромицетов на смесевых композициях полиолефинов с целлюлозой. / Пластические массы. – 2010. – №11. – Стр.: 56-59.
Максимкин А. В., Калошкин С. Д., Чердынцев В. В., Ергин К. С., «Влияние механоактивационной обработки на фазовый состав и механические свойства сверхвысокомолекулярного полиэтилена» // Деформация и разрушение материалов. – 2010. – № 12. – C. 10-14.
Мирошниченко И.И. Экологические проблемы биодеградации полиуретана в различных почвенных условиях : дис. … канд. биол. наук. Петрозаводск, 2011.
Патент РФ № 2363711 от 28.02.2008. «Биологически разрушаемая термопластичная композиция». Авторы: Ананьев В.В., Кирш И.А., Губанова М.И. и др.
Пинчук Л.С., Короткий М.В., Гончарова Е.П., Ермолович O.A., Сыцко В.Е. Физическая модель микробиологической деструкции полимерных электретов. // Материалы. Технологии. Инструменты. -2008 . – Т. 13. -№8.-С. 40-44.
Садова А. Н., Бортников В. Г., Заикин А. Е. и др. Практикум по технологии переработки и испытаниям полимеров и композиционных материалов: Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений — М.: КолосС, 2011. — 191 с.
Серов И. В., Бочек А. М., Новоселов Н. П., Забивалова Н. М., Лаврентьев В. К. Композитные пленки на основе целлюлозы и хитина с наночастицами монтмориллонита/ Современные тенденции развития химии и технологии полимерных материалов: тез. докл. Междунар. науч. конф. / С.-Петербургск. гос. ун-т технологии и дизайна. – СПб.: ФГБОУВПО «СПГУТД», 2015. –С.22-24.
Суворова А.И., Смирнова Е.А., Тюкова И. С., Кочкгша ТА. Реологические свойства биоразлагаемых композиций СЭВ А крахмал. // Пластмассы. — 2006. — № 7. — С. 45-47.
Суворова А.И., Тюкова И.С., Труфанова Е.И. Биоразлагаемые полимерные материалы на основе крахмала. // Успехи химии . – 2000. — № 5. -С. 494-503.
Сутягин В. М., Ляпков А. А. Физико – химические методы исследования полимеров: Учебн. пособие. – Томск: Изд–во ТПУ, 2008. – 130 с.
Тимирбаева Г.Р. Биоразлагаемые полимеры: тенденции развития рынка. // Вестник Казанского технологического университета, 2010 г., № 9., с. 724 — 727. Тимирбаева Г.Р. Биоразлагаемые полимеры: тенденции развития рынка. // Вестник Казанского технологического университета, 2010 г., № 9., с. 724 — 727.
Фролова С.В., Кувшинова Л.А., Бугаева А.Ю., Кучин А.В. Термический анализ порошковых целлюлоз, полученных деструкцией сульфатной целлюлозы тетрахлоридом титана. / Химия растительного сырья. – 2011. – №1. – Стр. 43–46.
Шериева М.Л., Шустов Г.Б., Басланеева З.Л. Биоразлагаемые композиции на основе полиэтилена высокой плотности и крахмала. // Пластмассы. – 2007. — № 8. — С. 46 — 48.
Agarwal M., Koelling K., Chalmes J. Characterization of the degradation of polylatic acid polymer in a solid substrate environment. //Biotechnol. Prog. – 1998. – №14. – P.517–526.
Andrady A. L., Neal M. A. Applications and societal benefits of plastics. //Phil. Trans. R. Soc. – 2009. –№3. – P.1977–1984.
Anon. Waste not want not: a strategy for tackling the waste problem in England. UK Cabinet Office, Strategy Unit, 2002. http://www.cabinetoffice.gov.uk/~/media/assets/www.cabinetoffice.gov.uk/strategy/wastenot%20pdf.ashx.
APME Using waste plastic as a substitute for coal. //Warmer Bulletin. – 2002. – № 83. – P. 20–21
ASTM Standard specification for compostable plastics (Designation: D 6400-99), ASTM International, 100 Barr Harbour Drive, PO Box C700, West Conshohocken, USA. – 2002. – №1. – P. 19428-12959.
Barnes D. K. A., Galgani F., Thompson R. C., Barlaz M. Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments. // Phil. Trans. R. 2009. – P.1985–1998.
Bondeson Daniel, Mathew Aji, Oksman Kristiin Optimization of the isolation of nanocrystals from microcrystalline cellulose by acid hydrolysis// Cellulose . – 2006 . – v.13 . – № 2 . – P. 171-180
Claesen C. Hycail—more than the other PLA producer, presentation at RSC Symposium sustainable plastics: biodegradability vs recycling, 2005.
Davis G., Bulson H., Harrison D., Billett E. An evaluation of polyethylene (PE) sacks in open windrow composting. //Compost Sci. Utiliz. – 2005. – №13. – P.50–59
Davis G., Song J. H. Biodegradable packaging based on raw materials from crops and their impact on waste management. //Ind. Crop. Prod. – 2006. – №23. – P.147–161.
Gregory M. R. Environmental implications of plastic debris in marine settings—entanglement, ingestion, smothering, hangers-on, hitch-hiking and alien invasions. //Phil. Trans. – 2009. – P.2013–2025.
Hartmann L., Rolim A. Post-consumer plastic recycling as a sustainable development tool: a case study. //In GPEC 2002: plastics impact on the environment, Conf. Proc., Detroit, USA, 13–14 February 2002. – P.431–438
Hopewell J., Dvorak R., Kosior E. Plastics recycling: challenges and opportunities. //Phil. Trans. R. Soc., 2009. – P. 2115–2126.
Horak D., Svec F., Adamjan A., Titova M., Trostenjuk N., Gumargalieva К., Haemostatic Activity of Ethamsylate and Aminocaproic Acid Adsorbed Poly (2-hydroxyethyl methacrylate) Particles // Biomaterials . – 1992. – v.13, № 8 . – P. 521-526.
Hudgins M. Aerobic landfill studies from the USA. Paper presented at the 1st Int. Conf. Solid Waste, April 1999, Rome
Jeffrey R. Capadona, Otto Van Den Berg, Lynn A. Capadona, Michael Schroeter, Stuart J. Rowan, Dustin J. Tyler, Christoph Weder A versatile approach for the processing of polymer nanocomposites with self-assembled nanofibre templates//Nature Nanotechnology . – 2007 . – № 2 . – P. 765 — 769
Kaloshkin S., Maksimkin A., Kaloshkina M., Zadorozhnyy M. and Churyukanova M. Shape Memory Behavior of Ultra-High Molecular Weight Polyethylene // MRS Proceedings. – 2012. – V. – 1403. P.1103-1403.
Klauss M., Bidlingmaier W. Biodegradable polymer packaging: practical experiences of the model project Kassel. //Proceedings of the 1st UK Conference and Exhibition on Biodegradable and Residual Waste Management, 18–19 February 2004, Harrogate, UK (eds Papadimitrou E., Stentiford E., editors.), P.382–388.
Klingbeil M. Working document of biodegradable waste management Brussels: European Commission, 2000.
Landfill Directive 1999/31/EC European Commission. //Official Journal of the European Communities l182/1–19, 16 July 1999.
Lanina S.Y., Maksimkin A.V., Kaminskaya N.M., Kaloshkin S.D., Benyaev N.E., Cherdyntsev V.V., Suslova V.Y., Danilov V.D., and Dzigaeva. Development of acetabular component for endoprosthesis of hip and knee joints // Biomedical Engineering. – 2012. – Vol.46. – N2. – P.53-57.
Maksimkin A. V., Kaloshkin S. D., Tcherdyntsev V. V., Senatov F. S., and Danilov V. D. Structure and properties of ultra-high molecular weight polyethylene filled with disperse hydroxyapatite // Inorganic Materials: Applied Research. – 2012. – Vol.3 — №4. – P. 288-295.
Maksimkin A.V., Kaloshkin S.D., Kaloshkina M.S., Gorshenkov M.V., Tcherdyntsev V.V., Ergin K.S., Shchetinin I.V. Ultra-high molecular weight polyethylene reinforced with multi-walled carbon nanotubes: Fabrication method and properties // Journal of Alloys and Compounds. 2012. V. 536 . P. S538-S540.
Mato Y., Isobe T., Takada H., Kahnehiro H., Ohtake C., Kaminuma T. Plastic resin pellets as a transport medium for toxic chemicals in the marine environment. // Environ. Sci. Technol. – 2001. – 35 P. 318–324
Miller R. The landscape for biopolymers in packaging. The National Non-Food Crops Centre, Heslington, York, 2005
Mohee R., Unmar G. D., Mudhoo A., Khadoo P. Biodegradability of biodegradable/degradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions. //Waste Manag. 28, 2008. – Р.1624–1629
Murphy R., Bartle I. Summary report, biodegradable polymers and sustainability: insight from life cycle assessment. //National Non Food Crops Centre, 2004. — р.785.
Musdalslien M., Sandberg P. Energy and HCL recovery from PVC in municipal solid waste incineration. //Towards a sustainable future Conf. Proc., Brighton 23–25 April, London: IOM Communications, 2002. – р.36-54.
Narayan R. Biobased and biodegradable polymer materials: rationale, drivers, and technology exemplars. //American Chemical Society Symposium Ser., 2006. — № 939, Ch. 18, p. 282.
Narayan R. Biodegradable plastics and polymers, New York: Elsevier, 1994.- p. 261.
Narayan R. Rationale, drivers, standards, and technology for biobased materials. In Renewable resources and renewable energy Boca Raton, Taylor & Francis Group, 2006.- р. 364.
Narayan R. Science and engineering of composting: design, environmental, microbiological and utilization aspects, Columbus, Ohio, USA: Renaissance Publications, 1993. — p. 339.
Oehlmann J., et al. A critical analysis of the biological impacts of plasticizers on wildlife //Phil. Trans. R. Soc. – 2009. — №364, Р.2047–2062.
Patel M., Bastioli C., Marini L., Würdinger E. Life-cycle assessment of bio-based polymers and natural fibre composites. //In Biopolymers, Weinheim, Germany: Wiley-VCH. – 2003. – № 10. – Р. 36-54.
Petersen K., Nielsen P., Bertelsen G., Lawther M., Olsen M., Nilsson N., Mortensen G. Potential of bio-based materials for food packaging. //Trend Food Sci. Tech. – 1999.- №10 . – Р.52–68.
Ramsay B. A., Langlade V., Carreau P. J., Ramsay J. A. Biodegradability and mechanical properties of poly-(β-hydroxybutyrate-co-β-hydroxyvalerate)-starch blends. Appl. //Environ. Microbiol. – 1993. — № 59, Р.1242–1246.
Ryan P. G., Moore C. J., van Franeker J. A., Moloney C. L. Monitoring the abundance of plastic debris in the marine environment. //Phil. Trans. R. Soc. . – 2009. — № 364, Р.1999–2012.
Scott G. Photo-biodegradable plastics. In Degradable polymers: principles and applications (eds Scott G., Gilead D., editors) //London: Chapman and Hall. -1995. – Р. 169–184.
Scott G., Wiles D. Programmed-life plastics from polyolefins: a new look at sustainability. //Biomacromolecules , 2001.- №2.- Р. 615–622.
Shaxson L. Structuring policy problems for plastics, the environment and human health: reflections from the UK. //Phil. Trans. R. Soc. – 2009.-№ 364. – Р.2141–2151.
Smith R. Biodegradable polymers for industrial applications Cambridge: Woodhead Publishing, 2005.-р.245.
Teuten E. L., et al. Transport and release of chemicals from plastics to the environment and to wildlife. //Phil. Trans. R. Soc. -2009.- № 364, Р.2027–2045.
Thompson R. C., Moore C. J., vom Saal F. S., Swan S. H. Plastics, the environment and human health: current, 2009.- р.368.
Thompson R. C., Olsen Y., Mitchell R. P., Davis A., Rowland S. J., John A. W. G., McGonigle D., Russell A. E. Lost at sea: where is all the plastic?//Science.- 2004.- №304, Р.838-958
Thompson R. C., Swan S. H., Moore C. J., vom Saal F. S. Our plastic age. //Phil. Trans. R. -2009 . – Р.1973–1976
Tokiwa Y., Jarerat A. Biodegradation of poly (l-lactide). //Biotechnol. Lett.-2004.- №26, P.771–777.
Tukker A. Plastics waste—feedstock recycling, chemical recycling and incineration.//Rapra Rev. -2002.- Rep.13, Report 148.
Schoukem G. Relationship Between Stress and Orientation Induced Structures During Uniaxe Drawing of Poly(ethylene 2, 6 naphthalate) // Polymer. 1999. V. 40. N. 20. P. 5637
Wang, Y. Shear Induced Shish Kebab Structure in PP and its Blends with LLDPE /Y. Wang, В. Na, Q. Fu, Y. Men // Polymer. – 2004. –V. 45. – № 1. – P. 207
Yoon, W.J. Effect of Shearing on Crystallization Behaviour of Poly(ethylenenaphthalate) / W.J. Yoon, H.S. Myung, B.C. Kim, S.S. Im //Polymer. – 2000. – V.41 – № 13. – P.4933
Zhang, X.M. Oriented Structure and Anisotropy Properties of Polymer Blown Films: HDPE, LLDPE and LDPE / X.M. Zhang, S. Elkoun, A. Ajji, M.A. Huneault// Polymer. – 2004. – V. 45. – № 1. – P.217

Приложения

Разработка концепции по развитию экспериментального цифрового опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения (на примере Орловского ГАУ)

redactor — Thu, 05 Nov 2020 00:00:05 +0000

Титульный лист и исполнители

Реферат

Отчёт с. 370, табл. 23, рис. 74, источников 274, прил. 8.

СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО, ЦИФРОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ, ОПЫТНОЕ ХОЗЯЙСТВО, ЦЕНТР КОМПЕТЕНЦИЙ, ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ

Объект исследования – реализуемые в России сквозные технологии; документы стратегического планирования государственного и регионального уровней, регулирующие деятельность в области цифровизации экономики, а также оценка особенностей вузов Министерства сельского хозяйства России в области цифровизации сельского хозяйства.

Целью исследований является разработка Концепции развития экспериментального цифрового опытного хозяйства высшего учебного заведения, выполненная на основе анализа реализации планов цифровой трансформации сельского хозяйства и технологий в мире, России и в Орловской области, а также с учетом оценки особенностей вузов Минсельхоза России в части результативности оригинальных исследований и внедрения цифровых технологий.

В ходе проведенного исследования были использованы методы анкетирования, систематизации, обобщения, экспертный и иные математические и статистические методы обработки и анализа сведений социологического исследования.

В результате исследования разработаны Концепция по развитию экспериментального цифрового опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения, практические рекомендации по взаимодействию центров компетенций в области цифрового сельского хозяйства и опытных хозяйств вузов Минсельхоза России. Предложена архитектурная схема цифрового опытного хозяйства, включающая комплекс цифровых субплатформ, для реализации цифровой трансформации отдельных видов деятельности. Предложены этапы создания и развития цифровой платформы опытного хозяйства аграрного вуза, раскрыты содержание и последовательность их реализации. При этом был использован опыт создания экспериментального цифрового опытного хозяйства, на базе научно-образовательного производственного Центра (НОПЦ) «Интеграция» ФГБОУ ВО Орловский ГАУ. Основные результаты научной работы опубликованы в научных статьях и монографии; получено свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

Разработанная Концепция позволит обозначить основные направления развития экспериментальных хозяйств, создаваемых на базе вузов, интегрировать их в схему научно-производственной кооперации страны.

Результаты работы приняты к внедрению в НОПЦ «Интеграция» ФГБОУ ВО Орловского ГАУ, а также Брянского ГАУ и Белгородского ГАУ и Курской ГСХА.

Термины и определения

В настоящем отчёте о НИР применяют следующие термины с соответствующими определениями.

Автоматизация – высшая степень механизации, при которой весь цикл работ выполняется машинами и механизмами под контролем человека.

Большие данные (Big Data) – обозначение структурированных и неструктурированных данных огромных объёмов, значительного многообразия, обрабатываемых горизонтально масштабируемыми программными инструментами.

Виртуальная реальность — англ. virtual reality, VR, искусственная реальность — созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, осязание и другие.

Дополненная реальность — англ. augmented reality, AR — результат введения в поле восприятия любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и улучшения восприятия информации.

Интернет вещей – концепция вычислительной сети физических предметов (вещей), оснащённых встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее из части действий и операций необходимость участия человека.

Информационная система – взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации для достижения цели управления.

Искусственный интеллект – свойство интеллектуальных систем выполнять творческие функции, которые традиционно считаются прерогативой человека. Самый общий подход предполагает, что искусственный интеллект будет проявлять поведение, которое не отличается от человеческого.

Национальная платформа цифрового государственного управления сельским хозяйством «Цифровое сельское хозяйство» – цифровая платформа, интегрированная с цифровыми субплатформами для управления сельским хозяйством на региональном и муниципальном уровнях, предусмотренная в рамках ведомственного проекта «Цифровое сельское хозяйство». Основная цель – цифровая трансформация сельского хозяйства посредством внедрения цифровых технологий и платформенных решений для обеспечения технологического прорыва в АПК и достижения роста производительности на «цифровых» сельскохозяйственных предприятиях.

Новые производственные технологии — комплекс процессов проектирования и изготовления на современном технологическом уровне.

Промышленный интернет вещей – англ. IOT — Industrial Internet of Things это концепция, при которой различные промышленные устройства объединены в сеть посредством использования сети Интернет.

Распределенные реестры — база данных, которая распределена между несколькими сетевыми узлами или вычислительными устройствами.

Роботизация – развитие автоматизации производства на основе промышленных и иных роботов.

Умное сельское хозяйство — концепция ведения сельскохозяйственной деятельности, основанная на внедрении новых технологий: IoT, датчиков, БПЛА, GPS и ГЛОНАСС, автоматизирующих систем и т.д.

Цифровая платформа — 1) группа технологий, которые используются в качестве основы, обеспечивающей создание конкретизированной и специализированной системы цифрового взаимодействия; 2) прорывная инновация, представляющая собой интегрированную информационную систему, обеспечивающую многосторонние взаимодействия пользователей по обмену информацией и ценностями, приводящие к снижению общих транзакционных издержек, оптимизации бизнес-процессов, повышению эффективности цепочки поставок товаров и услуг.

Цифровая технология – технология, основанная на представлении сигналов дискретными полосами аналоговых уровней, а не в виде непрерывного спектра. Все уровни в пределах полосы представляют собой одинаковое состояние сигнала. Цифровые технологии в основном используются в вычислительной цифровой электронике, прежде всего, в компьютерах, а также в различных областях электротехники и др.

Цифровая трансформация — трансформация бизнеса путем пересмотра бизнес-стратегии, моделей, операций, продуктов, маркетингового подхода, целей и т.д., за счет реализации цифровых технологий.

Цифровая экономика – экономическая деятельность, основанная на цифровых технологиях, связанная с электронным бизнесом и электронной коммерцией и производимыми и сбываемыми ими электронными товарами, и услугами.

Цифровизация – реализация технологий, на основе использования цифровых данных.

Цифровое сельское хозяйство – сельское хозяйство, базирующееся на современных способах производства сельскохозяйственной продукции и продовольствия с использованием цифровых технологий (интернет вещей, робототехника, искусственный интеллект, анализ больших данных, электронная коммерция и др.), обеспечивающих рост производительности труда и снижение затрат производства.

Перечень сокращений и обозначений

АПК – аграрно-промышленный комплекс.

АЦ – Аналитический центр Минсельхоза России.

БПЛА – беспилотный летательный аппарат.

ВП ЦСХ – ведомственный проект «Цифровое сельское хозяйство».

ВР – виртуальная реальность.

ГАУ – государственный аграрный университет.

ГЛОНАСС – глобальная навигационная спутниковая система.

ГСМ – горюче-смазочные материалы.

ИИ – искусственный интеллект.

ИКТ – информационно-коммуникационные технологии.

ИС – информационная система.

Минсельхоз России – Министерство сельского хозяйства Российской Федерации.

Минэкономразвития России – Министерство экономического развития Российской Федерации.

НИР – научно-исследовательская деятельность.

Росреестр – Федеральная служба государственной регистрации, кадастра и картографии.

РФ – Российская Федерация.

ФГБОУ ВО – федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования.

ЦК – центр компетенций.

ЦП – цифровая платформа.

ЦСХ – цифровое сельское хозяйство.

ЦТ – цифровая технологи

ЦЭ – цифровая экономика.

API – англ. Application Programming Interface — интерфейс прикладных программ.

GPS — англ. Global Positioning System — система глобального позиционирования.

IP – англ. Internet Protocol Address «адрес Интернет-протокола».

Введение

Актуальность темы. В числе национальных целей по осуществлению прорывного научно-технологического и социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2024 года [1] Президентом В. Путиным обозначены:

— ускорение технологического развития Российской Федерации, увеличение количества организаций, осуществляющих технологические инновации, до 50% от их общего числа;

— обеспечение ускоренного внедрения цифровых технологий в экономике и социальной сфере;

— создание в базовых отраслях экономики, прежде всего, в обрабатывающей промышленности и агропромышленном комплексе, высокопроизводительного экспортно-ориентированного сектора, развивающегося на основе современных технологий…

Для достижения этих и других целей поставлена задача преобразования приоритетных отраслей экономики и социальной сферы, включая сельское хозяйство, посредством внедрения цифровых технологий и платформенных решений.

Известно [2], что на сегодняшний день эффективность агропроизводства достаточно низка: около 40% продукции теряется на этапе от возделывания до переработки, еще 40% — в процессе переработки, хранении и транспортировке. В отечественном сельском хозяйстве 70% сельхозпредприятий работают по экстенсивной технологии производства продукции [3-5]. В растениеводстве использование традиционных методов выращивания зерновых культур может способствовать снижению общей урожайности на 30%, лишь за счет разницы в урожайности в пределах одного поля на 50% [6]. В то же время отмечается [7], что изменчивость урожайности между участками на одном поле может достигать 500%.

Безусловно, значительная часть потерь при производстве сельскохозяйственной продукции обусловлена природно-климатическим фактором. Однако, 25…30% результата, зависящего от человека [8] вполне позволяет использовать цифровая трансформация сельского хозяйства.

Так, по оценкам Аналитического Центра Минсельхоза России [9], комплексное внедрение только 3х из 7и элементов технологий точного земледелия позволит экономить от 20 до 40% средств, затрачиваемых на эти операции, по сравнению с традиционными методами возделывания сельхозкультур. Благодаря вхождению в цифровую эру информационной революции таких стран, как Англия, Франция, Германия и некоторых других, им удалось перейти рубеж средней урожайности зерновых 7…8 т га^-1 [10]. А по существующим прогнозам Инвестиционного банка Goldman Sachs, применение новых технологических инициатив способно увеличить производительность мирового сельского хозяйства на 70% к 2050 году [11].

Во многом благодаря данным предпосылкам, в мае 2008 года Президентом России В.В. Путиным подписан Указ «О национальных целях и стратегических задачах развития России до 2024 года» [1], где преобразование приоритетных отраслей экономики (в том числе — сельского хозяйства) посредством внедрения цифровых технологий и платформенных решений, было обозначено в числе основных задач. В конце 2017 года, в рамках реализации госпрограммы «Цифровая экономика Российской Федерации», принятой Правительством РФ (28 июля 2017 г. № 1632-р), [12], Минсельхозом России был предложен проект отраслевой подпрограммы «Цифровое сельское хозяйство» [13], которая интегрировалась с базовой сразу по нескольким направлениям.

В пояснительной записке подпрограммы отмечается, что реализация значительного резерва повышения эффективности сельхозпроизводства, за счет внедрения цифровизации, возможна как на макро-, так и на локальных уровнях. При этом, в числе основных задач цифровой трансформации сельского хозяйства обозначены развитие цифровой среды дистанционного аграрного образования, рынка профессионального агроконсультирования, создание инновационных хозяйств – как площадок для отработки технологий и обучения, а также содействие в разработке и внедрению в систему высшего и среднего профессионального образования новых образовательных программ и стандартов обучения по инновационным технологиям цифрового земледелия.

Очевидно, что большинство подведомственных Минсельхозу высших учебных заведений имеют отраслевую специфику многоуровневой подготовки кадров, располагают развитой инфраструктурой, которая позволяет реализовывать передовые технологии в решении собственных учебно-производственных задач, а также мощным научным потенциалом. Следовательно, на базе таких вузов вполне возможно создание региональных экспертных центров, сеть которых, с объединяющим их головным Центром компетенций, – одна из инициатив сценария цифровой трансформации сферы деятельности подпрограммы.

Немаловажно, что в структуре региональных центров компетенций особое место занимает экспериментальное цифровое опытное хозяйство. Его задачи — наряду с развитием самого вуза, обеспечить апробацию и трансферт инициатив нового направления, популяризацию цифровой трансформации сельхозпроизводства, разработку и внедрение оригинальных инноваций, высокопрофессиональную организацию комплексной системы опережающей подготовки и переподготовки кадров.

Любым преобразованиям предшествует создание некоей Программы. Однако, прежде, чем вести речь о формировании документальной основы программы цифровой трансформации сельского хозяйства, вообще, и отдельной сельскохозяйственной организации, в частности, следует разобраться в терминологии и основных понятиях, используемых в отношении тех или иных нормативно-правовых актах программного характера. Важно осознавать их функциональное назначение, структуру, содержательную часть, каким правовым статусом наделен каждый из них. Именно этим обусловлена актуальность разработки Концепции по развитию экспериментального цифрового опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения, выполняемая на примере опытно-производственной базы одного из ведущих вузов Минсельхоза России — ФГБОУ ВО Орловского ГАУ.

Цель исследований. Разработка Концепции развития экспериментального цифрового опытного хозяйства высшего учебного заведения, выполненная на основе анализа реализации планов цифровой трансформации сельского хозяйства и технологий в мире, России и в Орловской области, а также с учетом оценки особенностей вузов Минсельхоза России в части результативности оригинальных исследований и внедрения цифровых технологий. Разработанная Концепция позволит обозначить основные направления развития экспериментальных хозяйств, создаваемых на базе вузов, интегрировать их в схему научно-производственной кооперации страны.

Основными задачами работы определены:

— обзор существующих цифровых технологий, используемых в сельском хозяйстве различных стран мира;

— анализ цифровизации сельского хозяйства в России и в Орловской области;

— оценка особенностей вузов Министерства сельского хозяйства Российской Федерации в части результативности оригинальных исследований и внедрения цифровых сельскохозяйственных технологий;

— обоснование целей и задач Концепции по развитию экспериментального цифрового опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения (на примере Орловского ГАУ);

— обоснование и разработка основных направлений и этапов реализации Концепции по развитию экспериментального цифрового опытного хозяйства вуза.

Научная новизна работы. Разработанная Концепция, на основе объективной оценки результатов реализуемых цифровых технологий в производственных хозяйствах и профильных вузах, позволит обозначить основные направления развития экспериментальных цифровых хозяйств, создаваемых на базе вузов, интегрировать их в схему научно-производственной кооперации страны, с целью решения задач цифровой трансформации сельского хозяйства.

Практическая значимость работы:

— в региональном масштабе состоит в том, что в рамках отработки результатов выполнения НИР, в учебно-производственном хозяйстве ФГБОУ ВО Орловского ГАУ создано экспериментальное цифровое опытное хозяйство, интегрируемое в создаваемый региональный Центр компетенций в области цифровизации сельского хозяйства и являющееся его опытно-внедренческой базой;

— во всероссийском масштабе состоит в том, что разработанная Концепция даст обоснование направлений развития цифровых опытных хозяйств в аграрных вузах, что явится этапом развития “умного сельского хозяйства” в России. Практические рекомендации по взаимодействию центров компетенций в области цифрового сельского хозяйства и опытных хозяйств вузов Минсельхоза России должны стать научно обоснованной документальной основой не только для трансфера инновационных технологий, но и создания условий для разработки и внедрения собственной интеллектуальной продукции.

Рекомендации, содержащиеся в Концепции по развитию экспериментального цифрового опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения, внедрены в в НОПЦ «Интеграция» ФГБОУ ВО Орловского ГАУ, а также Брянского ГАУ и Белгородского ГАУ и Курской ГСХА, о чем свидетельствуют прилагаемые Акты.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Глава 1. Проблемы и перспективы цифровой трансформации сельского хозяйства

1.1 Основные понятия в сфере цифровизации экономики

5 июля 2017 года на заседании Совета при президенте РФ по стратегическому развитию и приоритетным проектам министром связи и массовых коммуникаций Николаем Никифоровым была представлена программа «Цифровая экономика Российской Федерации», доработанная в соответствии с поручением Владимира Путина, данного им по итогам Петербургского международного экономического форума (ПМЭФ), прошедшего 1-3 июня 2017 года.

Целями настоящей Программы являются:

— создание экосистемы цифровой экономики Российской Федерации, в которой данные в цифровой форме являются ключевым фактором производства во всех сферах социально-экономической деятельности и в которой обеспечено эффективное взаимодействие, включая трансграничное, бизнеса, научно-образовательного сообщества, государства и граждан;

— создание необходимых и достаточных условий институционального и инфраструктурного характера, устранение имеющихся препятствий и ограничений для создания и (или) развития высокотехнологических бизнесов и недопущение появления новых препятствий и ограничений, как в традиционных отраслях экономики, так и в новых отраслях и высокотехнологичных рынках;

— повышение конкурентоспособности на глобальном рынке, как отдельных отраслей экономики Российской Федерации, так и экономики в целом.

Цифровая экономика представлена тремя следующими уровнями, которые в своем тесном взаимодействии влияют на жизнь граждан и общества в целом:

— рынки и отрасли экономики (сферы деятельности), где осуществляется взаимодействие конкретных субъектов (поставщиков и потребителей товаров, работ и услуг);

— платформы и технологии, где формируются компетенции для развития рынков и отраслей экономики (сфер деятельности);

— среда, которая создает условия для развития платформ и технологий, и эффективного взаимодействия субъектов рынков и отраслей экономики (сфер деятельности) и охватывает нормативное регулирование, информационную инфраструктуру, кадры и информационную безопасность.

В связи с тем, что эффективное развитие рынков и отраслей (сфер деятельности) в цифровой экономике возможно только при наличии развитых платформ, технологий, институциональной и инфраструктурной сред, настоящая Программа сфокусирована на двух нижних уровнях цифровой экономики — базовых направлениях, определяя цели и задачи развития:

— ключевых институтов, в рамках которых создаются условия для развития цифровой экономики (нормативное регулирование, кадры и образование, формирование исследовательских компетенций и технологических заделов);

— основных инфраструктурных элементов цифровой экономики (информационная инфраструктура, информационная безопасность).

При этом каждое из направлений развития цифровой среды и ключевых институтов учитывает поддержку развития как уже существующих условий для возникновения прорывных и перспективных сквозных цифровых платформ и технологий, так и создание условий для возникновения новых платформ и технологий.

Реализация отдельных направлений по отраслям экономики (сферам деятельности), в первую очередь в сфере здравоохранения, создания «умных городов» и государственного управления, включая контрольно-надзорную деятельность, будет осуществляться на основе дополнения настоящей Программы соответствующими разделами, а также разработки реализации соответствующих планов мероприятий («дорожный карт»), сформированных в рамках системы управления реализацией настоящей Программы.

В целях управления развитием цифровой экономики настоящая Программа определяет цели и задачи в рамках 5 базовых направлений развития цифровой экономики в Российской Федерации на период до 2024 года [14].

К базовым направлениям относятся нормативное регулирование, кадры и образование, формирование исследовательских компетенций и технических заделов, информационная инфраструктура и информационная безопасность [15]. Основной целью направления, касающегося нормативного регулирования, является формирование новой регуляторной среды, обеспечивающей благоприятный правовой режим для возникновения и развития современных технологий, а также для осуществления экономической деятельности, связанной с их использованием (цифровой экономики). По этому направлению предполагается:

— создание постоянно действующего механизма управления изменениями и компетенциями (знаниями) в области регулирования цифровой экономики;

— снятие ключевых правовых ограничений и создание отдельных правовых институтов, направленных на решение первоочередных задач формирования цифровой экономики;

— формирование комплексного законодательного регулирования отношений, возникающих в связи с развитием цифровой экономики;

— принятие мер, направленных на стимулирование экономической деятельности, связанной с использованием современных технологий, сбором и использованием данных;

— формирование политики по развитию цифровой экономики на территории Евразийского экономического союза, гармонизацию подходов к нормативному правовому регулированию, способствующих развитию цифровой экономики на пространстве Евразийского экономического союза;

— создание методической основы для развития компетенций в области регулирования цифровой экономики.

Для начала, стоит вспомнить определение обычной «аналоговой» экономики – это хозяйственная деятельность общества, а также совокупность отношений, складывающихся в системе производства, распределения, обмена и потребления. Использование компьютера, интернета, мобильных телефонов уже можно считать «потреблением». В этом случае цифровую экономику можно представить, как ту часть экономических отношений, которая опосредуется Интернетом, сотовой связью, ИКТ.

В научном понимании под «Цифровой экономикой» различные авторы подразумевают различные сферы и виды деятельности и, таким образом, вкладывают различные критерии в данное понятие. Первое использование термина «цифровизации» в более широком его значении, напоминающем изменения в сложившейся парадигме, вызванные все более и более распространенным применением цифровых технологий, приписывают Роберту Вакхалови, который использовал определение цифрового общества в статье, опубликованной в 1971 году. Согласно Oxford English Dictionary понятие цифровизации включает в себя сегодня адаптацию и рост использования цифровых или компьютерных технологий в хозяйственной деятельности отдельного предприятия, домохозяйства, отрасли экономики или национальной экономики в целом.

Помимо понятия «Цифровая экономика» существует еще ряд терминов, характеризующих процесс использования цифровых технологий в хозяйственной и бытовой деятельности, таких как «Новая экономика» (англ. new economy), «Е-экономика» (англ. e-economy), «Экономика сети» (англ. network economy). Считается, что термин «Цифровая экономика» описал американский ученый Николас Негропонте в книге «Быть цифровым» (оригинальное название книги на английском языке – Being Digital). В данной книге Негропонте дал прогноз формирования цифровой экономики и слияния информационного, интерактивного и мира развлечений в единую цифровую сеть, а также описал и дал прогнозы процессу генезиса цифровой экономики с последующей цифровизацией жизни человека и хозяйственной деятельности. В этой связи Юдина Т.Н. пишет: “Это понятие связано с интенсивным развитием информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), началом процесса информатизации второго поколения, что является основой формирующегося VI технологического уклада. Фактически все сферы человеческой жизнедеятельности (экономическая, социальная, политическая, культурная, социальная и другие) в той или иной мере изменились благодаря открытию и развитию ИКТ” [16].

Все больше отраслей и секторов национальной экономики, а главное — финансы, торговля, а также машиностроение, сельское хозяйство, строительство, транспорт, связь, медицина, образование и др., включаются в электронную и цифровую экономики [16]. Таким образом, Т.Н. Юдина подчеркивает, что цифровые технологии в современном мире преобразуют господствующую технико-экономическую и хозяйственную парадигму экономики и затрагивают все сферы хозяйственной деятельности.

Сударушкина И.В., Стефанова Н.А. в своей статье дают следующее определение этому понятию: результат трансформационных эффектов новых технологий общего назначения в области информации и коммуникации, которые влияют на все секторы экономики и социальной деятельности [17].

Авторский коллектив НИУ ВШЭ в своем исследовании «Цифровая экономика: глобальные тренды и практика российского бизнеса» изучили как тема цифровизации освещается зарубежными авторами, что делают в этом направлении наши партнеры-конкуренты в зарубежных компаниях и странах. Так же предметом анализа стали публикации различных аналитических центров, демонстрирующих тенденции в развитии цифровых технологий в России. Была проанализирована доступная российская статистика, связанная с применением информационных технологий. Были изучены различные аспекты регуляторной политики, связанные с развитием цифровой экономики. Было проведено анкетирование российских компаний и реализована серия интервью с представителями бизнеса и экспертами, результаты которых стали основанием для анализа проникновения цифровых технологии в бизнес российских компаний [18].

Рассматривая понятие «Цифровая экономика», как синтез Экономики и информационно-коммуникационных технологий, можно привести следующие известные определения и формулировки направлений деятельности организаций.

«Цифровая экономика» – автономная некоммерческая организация (АНО) – создана лидирующими высокотехнологичными компаниями, чтобы обеспечить продуктивный диалог бизнеса и государства при реализации одноименной национальной программы. В этом качестве организация поддержана Администрацией Президента РФ и Правительством РФ.

Цифровая экономика — система экономических, социальных и культурных отношений, основанных на использовании цифровых информационно-коммуникационных технологий [20].

Цифровая экономика – хозяйственная деятельность, в которой ключевым фактором производства являются данные в цифровом виде, обработка больших объемов и использование результатов анализа которых по сравнению с традиционными формами хозяйствования позволяют существенно повысить эффективность различных видов производства, технологий, оборудования, хранения, продажи, доставки товаров и услуг («Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации на 2017 – 2030 годы» (утв. Указом Президента РФ от 09.05.2017 № 203) [21]).

Цифровая экономика — это всемирная сеть экономической деятельности, коммерческих операций и профессиональных взаимодействий, которые поддерживаются информационно-коммуникационными технологиями (ИКТ). Ее можно кратко охарактеризовать как экономику, основанную на цифровых технологиях [22].

Электронная экономика (цифровая, веб-, интернет-экономика) — экономическая деятельность, основанная на цифровых технологиях, связанная с электронным бизнесом и электронной коммерцией, и производимых и сбываемых ими электронными товарами и услугами. Расчёты за услуги и товары электронной экономики производятся зачастую электронными деньгами [22].

Сложность данного понятия обусловлена неоднозначностью теоретических подходов так, как это весьма новая тема, тонкости которой еще только предстоит изучить. Приведем ряд определений, которые являются наиболее подходящими.

Например, Мещеряков Р.В. утверждает, что к термину «цифровая экономика» существует два подхода. Первый подход из «классической экономики»: цифровая экономика — это экономика, основанная на цифровых технологиях и при этом правильнее характеризовать исключительно область электронных товаров и услуг. Второй подход — расширенный: «цифровая экономика» — это экономическое производство с использованием цифровых технологий» [25].

В свою очередь Якутин Ю.В. говорит о том, что цифровая экономика является хозяйственной деятельность, в которой ключевым фактором производства являются данные в цифровом виде, обработка больших объемов и использование результатов анализа которых по сравнению с традиционными формами хозяйствования позволяет существенно повысить эффективность различных видов производства, технологий, оборудования, хранения, продажи, доставки товаров и услуг [24].

Схожее определение дает Энговатова А.А., она утверждает, что «Цифровая экономика — это экономика, основанная на новых методах генерирования, обработки, хранения, передачи данных, а также цифровых компьютерных технологиях» [25].

Доктор экономических наук, член-корреспондент РАН Владимир Иванов дает наиболее широкое определение: «Цифровая экономика – это виртуальная среда, дополняющая нашу реальность» [25].

Определение, данное Комаровым М.А. и Прокопьевым А.И. чрезвычайно похоже на определение, данное Ивановым В.В. Они утверждают, что цифровая экономика – это симбиоз виртуальной и реальной экономики, базирующийся на взаимодействии и создании общественных ценностей [27].

Евтянова Д.В. считает цифровую экономику ничем иным, как автоматизированным управлением хозяйством на основе передовых информационных технологий; новым экономическим укладом, основанном на эффективном информационном управлении системой производства, в котором необходим современный мир для осуществления успешного экономического роста [26].

Исследования Леоновой К.С. помогли ей в своей работе изложить понятие, в котором под цифровой экономикой понимается совокупность общественных отношений, которые складываются при использовании электронных технологий, электронной инфраструктуры и услуг, технологий анализа больших объемов данных и прогнозирования в целях оптимизации производства, распределения, обмена, потребления и увеличения уровня социально-экономического развития государств [28].

Высказываясь по поводу сущности цифровой экономики, Президент РФ Путин В.В. констатирует, что «цифровая экономика – это не отдельная отрасль, по сути – это уклад жизни, новая основа для развития системы государственного управления, экономики, бизнеса, социальной сферы, всего общества» [29].

В ходе проведенного анализа разных аспектов данного понятия Паньшин Б.Н. пришел к заключению, что технологически цифровая экономика представляет собой среду, в которой юридические и физические лица могут контактировать между собой по поводу совместной деятельности [30].

Пяткин В.В., напротив, говорит о том, что цифровая экономика – это всего лишь синоним Электронной (веб-, интернет-экономика) экономики — то есть экономическая деятельность, основанная на цифровых технологиях, связанная с электронным бизнесом и электронной коммерцией, и производимых и сбываемых ими электронными товарами и услугами [31].

Под цифровой экономикой А.Е. Зубарев подразумевает системную совокупность экономических отношений по поводу производства, распределения, обмена и потребления товаров и услуг техно-цифровой формы существования [32].

Проведя собственное исследование, профессор Н.А. Журавлева пришла к выводу, что экономика высоких скоростей- это способ ведения хозяйства, при котором основной эффект обнаруживается с помощью оценки стоимости времени как основного не возобновляемого ресурса [33].

Можно сделать заключение о схожести теоретических подходов к определению сущности цифровой экономики. Различные авторы трактуют данное понятие по-своему, на сегодняшний день нет единственно общепризнанного определения категории «цифровая экономика», что способствует развитию научной дискуссии.

Способов по развитию «цифровой экономики» оказалось много, поскольку каждый из них преследует концепцию глубокой интеграции информационных технологий с реальными процессами экономики. Цифровая экономика формируется с ориентацией на потребителя, места реализации и цены, которая должна соответствовать качеству предоставляемой услуги. Сегодня мир находится на пути перехода к этапу постиндустриальной цифровой экономики. Данный этап способен кардинально изменить мировой рынок, основываясь на следующих приоритетах:

— главным ресурсом станет информация;

— торговые площадки в Интернете не ограничены;

— организации способны конкурировать с более крупными игроками рынка;

— масштаб операционной деятельности ограничен исключительно размером Интернет-пространства.

На протяжении первых 10 лет базой цифровой экономики являлись бизнес электронной торговли и сервиса. В дальнейшем уровень представляемых сервисов значительно изменился, объединив ранее разрозненные технологии. На фоне этого произошло формирование абсолютно новых подходов в управлении производственными процессами (рис. 1.1) [35].

Цифровые технологии становятся повседневной частью экономической, политической и культурной жизни, хозяйствующих субъектов Российской Федерации и двигателем развития общества страны в целом. Россия стоит на прогрессивном этапе развития современной цивилизации, который характеризуется доминированием знаний, науки, технологий и информации во всех сферах жизнедеятельности. Исходя из событий внешней политики и общемировых тенденций перед страной стоит вопрос глобальной конкурентоспособности и национальной безопасности, и не малую роль в решении данного вопроса играет развитие цифровой экономики в стране.

Некоторые элементы цифровой экономики уже успешно функционируют. На сегодня, учитывая массовый перенос документов и коммуникаций на цифровые носители, разрешение электронной подписи, общение с государством также переходит на электронную платформу.

Рисунок 1.1 — Стратегические приоритеты для стран на стадии зарождения цифровой экономики [35]

Ещё одна характерная черта цифровизации — возможность автоматически преобразовывать массивы накопленных данных в управленческие решения, либо принимать решения с минимальным вмешательством человека. Это направление развивается в сторону продвинутых алгоритмов анализа, роботизации производственных процессов и прикладного искусственного интеллекта.

Таким образом, на сегодняшний день существует 2 возможных пути реализации цифровой трансформации процессов:

— Путь 1: использование автоматизированных систем сбора данных, качественное увеличение объёма данных, без использования методов интеллектуальной обработки данных;

— Путь 2: использование методов интеллектуальной обработки данных, приводящих к принятию решений с минимальным вмешательством человека (а то и вовсе без него). При этом автоматизированные системы сбора данных не применяются.

Из рисунка 1.2 видно, что в цифровой экономике бизнес-модель, развиваемая грандами индустрии, распространяется на их многочисленных партнёров из других отраслей, предоставляющих продукты и сервисы, ранее лишь косвенно связанные с первопроходцами нынешней цифровой экономики. При этом характерно следующее:

— во-первых, модель от компаний-инициаторов проникает довольно глубоко: помимо партнёров, она затрагивает субпартнёров, среди которых могут оказаться и предприятия малого бизнеса;

— во-вторых, (и это принципиальный момент) значительная часть взаимных «поставок» в рамках соответствующих индустриальных экосистем приходится на информационные сервисы; это может быть информация о погодных условиях, об имеющемся семенном фонде, о возможностях ирригационных систем и т.д. [34].

Рисунок 1.2 — Изменение экосистемы бизнеса и вызванное этим изменение бизнес-модели компании John Deer [34]

Как отмечается в работе [36], информационная экономическая среда основывается на использовании ключевых цифровых технологий. Основными сквозными цифровыми технологиями, которые входят в рамки государственной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» [12], определены:

— большие данные;

— нейротехнологии и искусственный интеллект;

— системы распределенного реестра;

— квантовые технологии;

— новые производственные технологии;

— промышленный интернет;

— компоненты робототехники и сенсорика;

— технологии беспроводной связи;

— технологии виртуальной и дополненной реальностей.

По мере появления и развития новых технологий программой предусматривается корректировка данного перечня.

Большие данные (Big Data) представляют собой совокупность подходов, инструментов и методов, которые предназначены для обработки структурированных и неструктурированных данных, с целью получения воспринимаемых человеком результатов (рис. 1.3 [42]). Большие данные характеризуются значительным объемом, разнообразием, скоростью и частотой обновления, что делает стандартные методы и инструменты работы с информацией мало эффективными. Таким образом, технология Больших данных — это инструмент принятия решений на основе больших объемов информации.

Данное направление информационных технологий начало активно развиваться с 2010 года. На сегодняшний день существует множество методов и комплексных программных продуктов, позволяющих обрабатывать Большие данные, в том числе от IBM, Microsoft, Oracle, Hewlett-Packard, Apache Software Foundation (HADOOP), EMC, и т.д.

Методы работы с большими данными могут быть реализованы для таких источников информации, как:

— лог-файлы (log-files) поведения пользователей в Интернете;

— GPS-сигналы от автомобилей для транспортных организаций;

— информация о транзакциях всех клиентов банка;

— информация о всех покупках в крупной розничной сети;

— информация, принимаемая от большого количества городских IP-видеокамер;

— информация с датчиков большого производства, оборудованного технологией промышленного Интернета и т.д.

Количество источников данных стремительно растет, а значит, технологии их обработки становятся все более востребованными [37].

Разработке базовых Нейротехнологий сегодня уделяется все более пристальное внимание. Именно они позволяют идентифицировать специализированные нейронные сети, ответственные за регуляцию функций головного мозга: от экспрессии специфических генов до регуляции поведения. Знания, полученные при этом, открывают новые возможности изучения принципов и механизмов обработки и хранения информации в мозге и их математического моделирования. Важной перспективой данного направления заключается в создании на основе нейротехнологий нового поколения суперкомпьютеров и человеко-машинных интерфейсов для прямого обмена информацией между мозгом и различными техническими устройствами. Эти разработки [43] уже сегодня ведут к бурному развитию робототехники, в частности, к использованию подобных интерфейсов в реабилитационной медицине (рис. 1.4). В свою очередь, глубокое понимание механизмов функционирования мозга позволяет корректировать его работу с помощью нейротехнологий, обеспечивающих инвазивное и неинвазивное воздействие на соответствующие подсистемы мозга [39].

Рисунок 1.3 — Реальная архитектура технологии Больших данных в промышленности (по материалам [42])

Согласно определению, данному в Дорожной карте развития сквозной цифровой технологии «Нейротехнологии и искусственный интеллект» [40], Искусственный интеллект (ИИ) — это комплекс технологических решений, имитирующий когнитивные функции человека (включая самообучение и поиск решений без заранее заданного алгоритма) и позволяющий при выполнении задач достигать результаты, как минимум сопоставимые с результатами интеллектуальной деятельности человека. Комплекс технологических решений включает информационно-коммуникационную инфраструктуру, программное обеспечение, в котором в том числе используются методы машинного обучения, процессы и сервисы по обработке данных и выработке решений (рис. 1.5). Искусственный интеллект может применяться для реализации новых возможностей человека во всех сферах деятельности, в том числе для:

— освобождения человека от монотонной работы путем автоматического создания программного обеспечения;

Рисунок 1.4 – Пример реализации нейротехнологий в

реабилитационной медицине (по материалам [43])

— поддержки в принятии решений;

— автоматизации опасных видов работ;

— поддержки коммуникаций между людьми.

Применение искусственного интеллекта необходимо во всех экономических и социальных отношениях для повышения качества жизни и улучшения благосостояния общества.

Технология Распределенных реестров — это подход к обмену и хранению информации, при котором [41]:

— каждый участник может обладать полноценной копией реестра (рис. 1.6);

— синхронизация копий реестра происходит на основе протокола достижения распределенного консенсуса, то есть соглашения среди участников на добавление новой информации;

— каждый участник взаимодействия может иметь доступ к истории транзакций.

В зависимости от степени доступности участников сети к информационным данным, сети распределенных реестров классифицируются на открытые, закрытые и гибридные.

Квантовыми технологиями называют технологии, в которых используются специфические особенности квантовой механики, прежде всего — квантовая запутанность. Цель квантовой технологии заключается в создании систем и устройств, основанных на квантовых принципах, к которым относят следующие:

Рисунок 1.5 – Структура системы искусственного интеллекта

— дискретность уровней энергии;

— принцип неопределённости Гейзенберга;

— квантовая суперпозиция чистых состояний систем;

Рисунок 1.6 – Структуры централизованного и распределенного реестров данных, на примере банковских операций (по материалам [44])

— квантовое туннелирование через потенциальные барьеры;

— квантовую сцепленность состояний.

По словам руководителя группы Российского квантового центра Алексея Федорова [45], под квантовыми технологиями часто подразумевают квантовые компьютеры (рис. 1.7). На самом деле, сфера квантовых технологий шире: сюда относят и криптографию, и сенсоры, и вычисления, и коммуникации.

К типам квантовых технологий относят:

— квантовые вычисления — это про то, как лучше решать вычислительные задачи;

— квантовые коммуникации — про то, как передавать информацию защищенным способом;

Рисунок 1.7 – Схема идеального квантового компьютера [53, 54]

— квантовые сенсоры — как извлекать информацию из окружающей среды лучше, чем классическими технологиями и т.д.

К примеру, квантовые вычислительные системы – это устройства, которые используют явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных. Такие устройства оперируют кубитами (квантовыми битами), которые могут одновременно принимать значение и логического ноля, и логической единицы. Этим обусловлен тот факт, что с ростом количества использующихся кубитов число обрабатываемых одновременно значений увеличивается в геометрической прогрессии [52].

Под новыми производственными технологиями понимают комплекс процессов проектирования и изготовления на современном технологическом уровне кастомизированных (индивидуализированных) материальных объектов (товаров) различной сложности, стоимость которых сопоставима со стоимостью товаров массового производства [55].

Включают в себя: новые материалы; цифровое проектирование и моделирование, включая бионический дизайн; суперкомпьютерный инжиниринг; аддитивные и гибридные технологии (рис. 1.8).

Промышленный интернет вещей (IIoT — Industrial Internet of Things), наряду с Интернетом вещей (IoT — Internet of Things), являются крупными направлениями концепции, объединяющей множество технологий, подразумевающих использование датчиков и подключение к интернету всех приборов, что позволяет реализовать удаленный мониторинг, контроль и управление процессами в реальном времени (в том числе в автоматическом режиме) (рис. 1.9).

Инструментально данные технологии очень похожи, ключевая разница в предназначении: если основная задача Интернета вещей — это сбор всевозможных данных (которые будут приоритетно использоваться для построения моделей и прогнозов), то предназначение промышленного Интернета вещей состоит в автоматизации производства (за счет удаленного управления ресурсами и мощностями по показаниям датчиков). По прогнозам аналитиков Ovum, Machina Research и Nokia число промышленных соединенных устройств к 2025 году составит от 20 до 200 млрд. единиц [37].

Рисунок 1.8 — Общая схема аддитивного производства [56]

Робототехника и сенсорика. Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой интенсификации производства [58]. Робот — это программируемое механической устройство, способное выполнять задачи и взаимодействовать с внешней средой без помощи со стороны человека.

Сенсорика роботов (система чувствительных датчиков) обычно копирует функции органов чувств человека: зрение, слух, обоняние, осязание и вкус (рис. 1.10). Чувство равновесия и положения тела в пространстве, как функция внутреннего уха, иногда считаются шестым чувством. Функционирование биологических органов чувств базируется на принципе нейронной активности, в то время как чувствительные органы роботов имеют электрическую природу [59].

Рисунок 1.9 – Векторная иллюстрация промышленного Интернет, на примере «Умный завод» [57]

Рисунок 1.10 – Схема ИК детектора препятствий робототехнического устройства [60]

Технологии беспроводной связи – это технологии, позволяющие осуществлять связь в обход проводов или других физических сред передачи. К примеру, беспроводной протокол передачи данных Bluetooth работает «по воздуху» на небольшом расстоянии. Wi-Fi — еще один способ передачи данных (интернет) по воздуху (рис. 1.11). Сотовая связь также относится к беспроводной. Хотя протоколы беспроводной связи улучшаются год от года, по своим основным показателям и скорости передачи они пока не обходят проводную связь. Хотя большие надежды на этом поле показывает сеть LTE и её новейшие итерации [61].

Технологии виртуальной и дополненной реальностей.

Виртуальная реальность (ВР, англ. virtual reality, VR, искусственная реальность) — созданный техническими средствами мир (объекты и субъекты), передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и другие. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие. Для создания убедительного комплекса ощущений реальности компьютерный синтез свойств и реакций виртуальной реальности производится в реальном времени.

Объекты виртуальной реальности обычно ведут себя близко к поведению аналогичных объектов материальной реальности. Пользователь может воздействовать на эти объекты в согласии с реальными законами физики (гравитация, свойства воды, столкновение с предметами, отражение и т. п.). Однако часто в развлекательных целях пользователям виртуальных миров позволяется больше, чем возможно в реальной жизни (например, летать, создавать любые предметы и т. п.).

Системами «виртуальной реальности» называются устройства, которые более полно по сравнению с обычными компьютерными системами имитируют взаимодействие с виртуальной средой, путём воздействия на все пять имеющихся у человека органов чувств.

Рисунок 1.11 – Беспроводная сеть Wi-Fi для офиса [62]

Применение: компьютерные игры, обучение, видео.

Дополненная реальность (англ. augmented reality, AR) — результат введения в поле восприятия любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и улучшения восприятия информации. Дополненная реальность, по сути, является воспринимаемой смешанной реальностью (англ. mixed reality), создаваемой с помощью «дополненных» компьютером элементов воспринимаемой реальности (когда реальные объекты монтируются в поле восприятия) (рис. 1.12).

Среди наиболее распространенных примеров дополнения воспринимаемой реальности — параллельная лицевой цветная линия, показывающая нахождение ближайшего полевого игрока к воротам при телевизионном показе футбольных матчей, стрелки с указанием расстояния от места штрафного удара до ворот, «нарисованная» траектория полета шайбы во время хоккейного матча, смешение реальных и вымышленных объектов в кинофильмах и компьютерных или гаджетных играх и т.п. [61].

Существует несколько определений дополненной реальности: исследователь Рональд Азума (англ. Ronald Azuma) в 1997 году определил её как систему, которая [63]:

Рисунок 1.12 – Принцип работы дополненной реальности [64]

— совмещает виртуальное и реальное;

— взаимодействует в реальном времени;

— работает в 3D.

Применение: кинематография, телевидение, мобильные технологии, медицина, военная техника, компьютерные игры, полиграфия [61].

Дополнительно к обозначенным выше, следует выделить уже известные и применяемые в мировом сообществе технологии, обеспечивающие реализацию заявленных сквозных технологий. К ним относятся, например, когнитивные и облачные технологии.

Так, выражение «Когнитивные технологии» вошло в обиход после Указа Президента РФ от 7 июля 2011 г. N 899 «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации» [38]. Как известно, сформулированный данным документом Перечень критических технологий содержит п. 8. Нано-, био-, информационные, когнитивные технологии. Суть когнитивных технологий заключается в том, чтобы развить воображение и ассоциативное мышление человека. Здесь восприятие новых знаний происходит в информационной среде. Это не только люди, природа, техника, книги, но и мультимедийные возможности, социальные и компьютерные сети.

Облачные технологии (или облачные вычисления, cloud computing) — технологии распределенной обработки цифровых данных (рис. 1.13). С их помощью компьютерные ресурсы предоставляются интернет-пользователю как онлайн-сервис. Программы запускаются и выдают результаты работы в окне web-браузера на локальном ПК. При этом все необходимые для работы приложения и их данные находятся на удаленном интернет-сервере и временно кэшируются на клиентской стороне: на ПК, игровых приставках, ноутбуках, смартфонах. Преимущество технологии заключается в том, что пользователь имеет доступ к собственным данным, не заботясь об инфраструктуре, операционной системе и программном обеспечении, с которым он работает. Технологии облачных вычислений нацелены на решение следующих задач:

Рисунок 1.13 – Принцип реализации облачных технологий [65]

— удобство работы с файлами на нескольких гаджетах: их редактирование и обработка без переноса с одного устройства на другое, без необходимости беспокоиться о совместимости программного обеспечения;

— решение проблемы ограниченности объема винчестера компьютера, флеш-карты или диска;

— отсутствие необходимости использования лицензированного программного обеспечения;

— возможность одновременной работы над одним документом нескольким людям.

В целом, в России планируется использовать новые технологии в 8 направлениях развития цифровой экономики [46].

1. «Умный город». Повсеместное применение интернета и IT в парадигме «интернета вещей» в ближайшем будущем. К 2020 году количество подключенных к Сети устройств превысит 50 млрд., каждое будет стоить менее $10. Проекты с их использованием создадут «умные» города, транспорт, здравоохранение, новое качество жизни в целом, высокий уровень безопасности и др.

2. Государственное управление. Повышение качества государственных и муниципальных услуг и сокращение издержек государства при их предоставлении. Обеспечение эффективной работы органов власти. В том числе при реализации типовых функций и автоматизированном взаимодействии граждан и организаций с государством.

3. Здравоохранение. Создание условий для обеспечения граждан РФ доступной медицинской помощью по месту требования, соответствующей критериям своевременности, персонализации, превентивности, технологичности и безопасности. Поддержка отечественных стартап-компаний в области медицины.

4. Нормативное регулирование. Создание действующего механизма управления изменениями и компетенциями (знаниями) в области регулирования цифровой экономики. Вовлечение в процесс принятия решений, касающихся регулирования интернета, всех заинтересованных лиц — государства, бизнеса и представителей гражданского общества.

5. Информационная инфраструктура. Развертывание современной интернет-инфраструктуры как на территории городов, так и в загородных хозяйствах.

6. Исследовательские компетенции и технологические заделы. Создание цифровых платформ для исследования и разработок, демонстрирующих стабильный кратный рост числа подключенных участников и снижение стоимости их подключения, и интегрированных с индустриальными платформами. Создание компаний-лидеров в области «сквозных» технологий, конкурентоспособных на глобальных рынках за счет успешного использования результатов исследований и разработок.

7. Кадры и образование. Повышение уровня цифровой грамотности населения и системное обучение IT-специалистов.

8. Информационная безопасность. Развитие отечественных ПО, максимальное импортозамещение.

Программа определяет развитие цифровой экономики России до 2024 года. Каждые три года Правительство утверждает операционный план. Планы мероприятий подвергаются регулярной актуализации.

На предпринимателей России Правительство возлагает почетную миссию главного двигателя цифрового проекта, формулируя следующие задачи:

— создание технопарков, научно-производственных кластеров, «умных городов» и других инновационных проектов;

— повсеместное и доступное обучение российских граждан финансовой, правовой и цифровой грамотности (совместно с государством);

— внедрение цифровых технологий в процессы здравоохранения;

— обеспечение территории РФ покрытием сети интернет от 5G и выше;

— все взаимоотношения управленческого аппарата и населения должны быть обеспечены простотой, доступностью и абсолютной прозрачностью;

— создание полноценного рынка удаленных специалистов для самых различных направлений работы;

— внедрение электронного документооборота. Полная замена бумажных носителей.

В конечном итоге, реализация задач, поставленных программой «Цифровая экономика Российской Федерации» позволит достичь следующие основные цели:

— создание необходимых и достаточных условий институционального и инфраструктурного характера, устранение имеющихся препятствий и ограничений для создания и (или) развития высокотехнологических бизнесов и недопущение появления новых препятствий и ограничений как в традиционных отраслях экономики, так и в новых отраслях и на высокотехнологичных рынках;

— повышение конкурентоспособности на глобальном рынке как отдельных отраслей экономики Российской Федерации, так и экономики в целом.

В заключении, важно отметить, что сфера тематики программы «Цифровая экономика Российской Федерации» послужила внешним источником информации для построения критериев, императивно направленных на обеспечение целостности разработки концептуальных основ создаваемого проекта Концепции национальной платформы «Цифровое сельское хозяйство» [47].

1.2 Мировой опыт и авангардные новации цифровой трансформации сельского хозяйства

Развитие цифрового сельского хозяйства в России невозможно без оглядки на мировой опыт внедрения инноваций. По нашему мнению особенностью формирования и развития цифрового технологического базиса в сельском хозяйстве является достаточная инертность отрасли. Это происходит несмотря на очевидные экономические выгоды от внедрения цифровых технологий в производство.

В данном разделе, объектом изучения стал мировой опыт перехода сельского хозяйства на цифровые технологии, функционирующие в условиях цифровизации сельского хозяйства. Источниками данных стала информация, размещенная на официальных сайтах организаций, продвигающих в сельское хозяйство цифровые новации, а также в опубликованных научных трудах исследователей.

Развитие технологий и научно-технического прогресса в сельском хозяйстве исторически формируют технологический уклад отрасли. Причем одновременно разные хозяйствующие субъекты могут осуществлять производство в разных технологических укладах. Так, например, даже в современных условиях можно наблюдать довольно много личных подсобных хозяйств и даже крестьянских фермерских хозяйств ведущих свое производство посредством исключительно ручного труда (иногда используя лошадей в качестве тягловой силы), что соответствует 1-3 технологическим укладам [48-50], который был характерен сельскому хозяйству до начала XIX века. В тоже время функционируют хозяйства с уровнем производства индустриального типа — 4 технологического уклада, где производственные процессы выполняют машины. Мировые и российские лидеры производства уже активно используют цифровые технологии, «умные» машины и оборудование, что характеризует уровень производства 5-6 технологического уклада. Причём все эти хозяйства могут производить свою продукцию даже в непосредственной географической близости и конечно с разными объемами производства и уровнем эффективности. Ряд хозяйствующих субъектов (обычно это межрегиональные холдинги) начали использовать беспилотные технологии — характеризующие начало формирование производства на уровне 7 технологического уклада [51].

В этой связи, укрупнено можно выделить, 3 уровня развития сельскохозяйственных предприятий:

— предприятия с экстенсивным уровнем производства (используется морально и физически устаревшая техника, в связи с нехваткой финансовых ресурсов технология производства включает использование минеральных удобрений и средств защиты растений с не всегда обоснованными нормами);

— предприятия с интенсивным типом производства (используется современная техника, отработаны технологии производства, высокая квалификация работников);

— предприятия, использующие технологии точного земледелия (современная техника, оборудованная цифровыми системами позиционирования, системами точного высева, внесения удобрений и средств защиты растений с учетом особенностей каждого поля в разрезе участков).

Ключевыми цифровыми новациями для сельского хозяйства, в сфере растениеводства на сегодняшний день являются:

— картографирование полей и электронные карты;

— автопилот и круиз-пилот, устанавливаемые на полевой технике;

— датчики уровней топлива, рабочих жидкостей и состояния техники;

— экспресс оценка качественных параметров почвы, рельефа, качества готовой продукции;

— дистанционный мониторинг производственных процессов;

— использование беспилотных летательных аппаратов для мониторинга посевов.

В животноводстве цифровые технологии используются в виде автоматических кормораздатчиков, дистанционного мониторинга здоровья животных и качества продукции, автоматические климатические установки, доильные роботизированные залы и т.д.

Следует отметить, что цифровизация сельскохозяйственной отрасли таких стран, как Англия, Франция, Германия и некоторых других, уже сегодня позволила им перейти рубеж средней урожайности зерновых 7…8 т га^-1[10]. По существующим же прогнозам Инвестиционного банка Goldman Sachs, применение новых технологических инициатив способно увеличить производительность мирового сельского хозяйства на 70% к 2050 году [11].

Для разработки и внедрения информационных технологий Точного земледелия (Precision Agriculture, Precision Farming ) необходимы:

— новейшие разработки и современная сельскохозяйственная техника;

наличие на ней управляемой бортовой ЭВМ, способной дифференцировано проводить агротехнические операции;

— использование приборов точного позиционирования на местности и других технических устройств.

Например, система стандарта GPS работает на базе спутниковых абонентских терминалов и вычисляет параметры движения транспортного средства с последующей передачей данных по сотовому каналу связи GPRS на сервер. Прецизионное (точное) земледелие — концепция, учитывающая неоднородности в пределах одного поля. Оценка этих неоднородностей производится с помощью GPS-системы и специальных программ на базе ГИС. Спектр задач, решаемых системой:

— контроль использования дорогостоящей техники;

— автоматизация процессов вождения техники при проведении технологических операций. Исключаются перекрытия и пропуски между проходами агрегатов;

— автоматический мониторинг урожайности и составление карт урожайности полей;

— составление почвенных карт хозяйств с использованием автоматических почвоотборников;

— вносение строго определенного количества средств защиты растений, удобрений и семян на различные участки одного и того же поля;

— автоматический мониторинг и прогнозирование погодных условий в хозяйствах;

— составление прогнозов появления вредителей, болезней и сорняков на основе данных автоматических метеостанций и специального программного обеспечения;

— генерация отчетов для руководителей хозяйства автоматически;

— накопление и хранение данных, что позволит отслеживать динамику процессов, а электронный формат обеспечивает наглядность их представления;

— отслеживание изменения состояния полей и посевов на различных участках, что позволяет определить последовательности их обработки;

— мониторинг и предупреждение чрезвычайных ситуаций;

— многофакторный анализ и визуализация собранных данных, позволяющая легко и быстро их интерпретировать;

— контроль за исполнением принятых решений.

Выделяют следующие этапы внедрения технологий прецезионного земледелия.

Первый этап:

— создание высокоточных электронных карт хозяйств с использованием специального программного обеспечения и системы спутниковых ГЛОНАСС (GPS,)-навигационных приемников;

— работы по отбору и анализу почвенных проб с ГЛОНАСС (GPS)-привязкой и создание электронного слоя — почвенной карты хозяйств;

— адаптация и внедрение систем параллельного вождения техники. Организация приема дифференцированных поправок от спутников в регионе. Внедрение систем автопилотирования сельскохозяйственных агрегатов;

— внедрение систем мониторинга подвижных объектов (авто- и сельхозтехники) с использованием ГЛОНАСС (GPS);

— при использовании GPS — внедрение в агропредприятиях адаптированного программного русифицированного обеспечения (AGRONET NG).

Второй этап:

— внедрение систем мониторинга урожайности на комбайнах с определением массы, влажности убранного зерна в каждом сегменте поля в режиме реального времени;

— создание электронного слоя- карта урожайности полей хозяйств на основе мониторинга урожайности;

— внедрение автоматической беспроводной передачи метеоданных (в том числе данных по температуре и влажности в различных почвенных горизонтах). Внедрение и адаптация программного обеспечения по прогнозированию появления сорняков, вредителей и болезней сельскохозяйственных культур. Создание точных метеопрогнозов для хозяйств;

— тиражирование отработанных элементов в агропредприятиях, применяющих новые технологии.

Третий этап:

— внедрение систем дифференцированного внесения удобрений, подкормок, средств защиты растений;

— тиражирование отработанных элементов в агропредприятиях, применяющих новые технологии.

Самый современный способ работы в этом отношении — внесение гербицидов с применением оптико-электрических сенсоров для распознавания сорняков. Данная технология уже успешно используется при борьбе с подгоном и нежелательной засоренностью на парах, фруктовых плантациях, лугах, а также на рядковых культурах, таких как кукуруза и сахарная свекла.

В России осуществлением проектов занимались ЗАО «Системы менеджмента и производства», фонд сельскохозяйственного обучения, ЗАО «Евротехника». Поставку оборудования для точного земледелия проводило ООО «Евротехника GPS», которое является официальным дистрибьютором компаний Trimble Agriculture (США), Ag Leader (США), Amity (США), Ntech (США), OmniSTAR (Нидерланды), Pessl (Австрия).

В Самарской области с 2004 г используется навигационные приборы AgGPS EZ-Guide Plus . С помощью которого ежегодно обрабатывались средствами защиты растений и вносились микроудобрения на площади 3,5 тыс. га, при этом работы проводились круглосуточно. Выявлено, что площадь перекрытий на всем поле составила 8 га. Площадь пропусков на всем поле составила 3 га. Общая площадь перекрытий и пропусков составила 11 га. В расчете на 1 га затраты на гербициды составили, фунгициды , инсектициды , микроудобрения — 712 руб. При использовании навигационных приборов AgGPS EZ-Guide Plus для параллельного вождения экономия средств на защиту растений и удобрения достигала 15%, или 107 руб. на га. Общая экономия на обрабатываемую площадь составила 374,5 тыс. руб.

Проведение работ в ночное время при более благоприятных условиях (повышенная влажность по сравнению с дневной, открытые устьица растений, способные полностью поглотить средства защиты и др.) позволило повысить эффективность действия химикатов. Средняя прибавка урожайности в среднем за 4 года использования навигационных приборов AgGPS EZ-Guide Plus (2004-2007 гг.) составила 1 ц/га. При стоимости дополнительно полученной с 1 га посевов продукции в 300 руб. ежегодная прибавка прибыли от производства зерна превышает 1 млн. руб., т.е. расходы на приобретение приборов GPS окупаются менее чем за год.

На смену этой модели навигационной системы пришли более современные и эффективные — AgGPS EZ-Guide 252, AgGPS EZ-Guide 500, с помощью которых можно вносить удобрения, средства защиты растений, проводить посев, картировать площади полей и др.

На базе ЗАО «Самара-Солана» Ставропольского района Самарской области более высокий эффект показала система параллельного вождения AgGPS EZ-Guide500 вместе с подруливающим устройством EZ-Steer, изученная на всех видах полевых работ — включая обработку почвы, посев и уборку. Установлено, что данный прибор обеспечивает высокий уровень точности до 2 см. При этом, кроме удобрений и средств защиты растений, экономятся семена и топливо на любых операциях, окупаемость также в пределах одного года.

В заключении отметим, что цифровые технологии достаточно прочно вошли в отрасли сельского хозяйства, как на уровне учета и планирования, так и на уровне выполнения технологических операций. Для наиболее эффективной реализации потенциала цифровых технологий подход к их освоению должен быть комплексным.

1.3 Особенности реализации и перспективы развития отечественного цифрового сельского хозяйства

Цифровизация сельского хозяйства – перспективная программа, разработанная Минсельхозом и способствующая повышению эффективности аграрной отрасли путем внедрения новых технологий. Подразумевается, что данная программа будет запущена в текущем году и поможет создать систему учета сельскохозяйственных земель, наладить поставки сельхозпродукции в торговые точки, интеграции агропредприятий с беспилотными и космическими технологиями. Отмечается, что в России только 10% от пашни обрабатывается с применением цифровых систем, до 40% урожая гибнет вследствие неиспользования новых методов.

В современном мире уровень развития цифровых технологий играет определяющую роль в конкурентоспособности стран. Переход к цифровой экономике рассматривается в качестве ключевой движущей силы экономического роста. По оценке Минсельхоза России «использование цифровых технологий в АПК позволяет повысить рентабельность сельхозпроизводства за счет точечной оптимизации затрат и более эффективного распределения средств. Внедрение цифровой экономики позволяет снизить расходы не менее чем на 23% при внедрении комплексного подхода».

Согласно данным правительственной Программы «Цифровая экономика РФ» Россия занимает 41-е место по готовности к цифровой экономике со значительным отрывом от десятки лидирующих стран, таких, как Сингапур, Финляндия, Швеция, Норвегия, Соединенные Штаты Америки, Нидерланды, Швейцария, Великобритания, Люксембург и Япония. С точки зрения экономических и инновационных результатов использования цифровых технологий, Российская Федерация занимает 38-е место с большим отставанием от стран-лидеров, таких, как Финляндия, Швейцария, Швеция, Израиль, Сингапур, Нидерланды, Соединенные Штаты Америки, Норвегия, Люксембург и Германия.

По данным Минсельхоза России [9], сегодня наша страна занимает лишь 15 место в мире по уровню цифровизации экономики, в целом (рис. 1.14). По уровню внедрения цифровых технологий в сельское хозяйство, России принадлежит 45-е место. При этом, лишь 13…15% российских сельскохозяйственных предприятий готовы реализовывать задачи цифровой трансформации производства и заниматься коммерциализацией научно-технических разработок [8]. С применением цифровых технологий обрабатывается не более 10% пашни.

Такое значительное отставание в развитии цифровой экономики от мировых лидеров объясняется пробелами нормативной базы для цифровой экономики и недостаточно благоприятной средой для ведения бизнеса и инноваций и, как следствие, низким уровнем применения цифровых технологий бизнес-структурами [20]. Низкий уровень применения цифровых технологий бизнес-структурами в Российской Федерации по сравнению с государственными органами и населением также отмечено в докладе Всемирного банка о глобальном развитии 2016 года.» — говорится в программе Правительства по цифровизации экономики РФ.

Сельскохозяйственное производство имеет свои специфические особенности, которые диктуют широкое применение ЦТ, как ни в какой другой сфере народного хозяйства, это:

— участие в технологическом процессе живых организмов, связь режимов работы технического оборудования с растениями, животными и людьми, что приводит к случайным изменениям диктующих параметров процесса производства и неопределенностям контроля и управления в объектах сельхозназначения;

Рисунок 1.14 – Темпы роста цифровой экономики в ВВП стран

«Большой двадцатки» (по данным [9])

— многообразие и сложность производственных процессов, обеспечиваемых ЦТ.

— распределенность контролируемых параметров по большой площади, случайный характер их природы.

— технологическое многообразие сельхозпроизводства и культур.

Цифровое сельское хозяйство представляет собой новый технологический уклад, обеспечивающий применение цифровых технологий на всех этапах производства сельскохозяйственной продукции и управления агропромышленным комплексом. Его важнейшими элементами являются: геоинформационные технологии, дистанционное зондирование, точное земледелие (дифференцированное внесение удобрений, составление карт полей, системы параллельного вождения).

С момента выхода в 2008 году Концепции долгосрочного социально-экономического развития России до 2020 года, установившей базовые принципы кластерной политики, в стране появилось более 110 кластерных инициатив, объединяющих сегодня свыше 3 тысяч организаций и обеспечивающих порядка 1,3 миллиона рабочих мест.

Половина существующих кластерных инициатив поддерживается в рамках различных государственных программ. Кластерная политика реализуется Министерством экономического развития и Министерством промышленности и торговли. Минэкономразвития России, начиная с 2010 года, предоставляет субсидии регионам для поддержки предпринимательства в рамках центров кластерного развития (ЦКР).

Центр кластерного развития Орловской области появился в 2015 году, целью которого является эффективное взаимодействие бизнеса, органов государственной власти, местного самоуправления и инвесторов для формирования кластерных объединений.

В настоящее время в Орловской области создано три кластера, которые объединили более ста субъектов малого и среднего предпринимательства. Их количество постоянно растёт.

В целом инфраструктура поддержки малого и среднего предпринимательства на территории Орловской области активно развивается на протяжении последних восьми лет. Для начинающих предпринимателей и желающих оптимизировать свои расходы на юридические и бухгалтерские услуги создан Центр поддержки предпринимательства. Заёмные средства под низкий процент предоставляет Фонд микрофинансирования. При нехватке залоговой массы по кредитам и займам субъектам малого и среднего предпринимательства готов помочь Гарантийный фонд, который может поручиться за организацию — до 50% от суммы кредита или займа. Также существует Центр поддержки экспорта, помогающий оптимизировать расходы на оформление экспортной документации и организующий для предпринимателей командировки за рубеж.

Кластер ГЛОНАСС действует в Орловской области более четырёх лет. Связан он с объединением компаний, производящих как специализированные программно-аппаратные комплексы спутникового мониторинга для транспортной отрасли, так и организациями, выступающими интеграторами сложных отраслевых решений. Такие решения сегодня востребованы как в интеллектуальных транспортных системах, так и в цифровом сельском хозяйстве, на железнодорожном транспорте. В основу всех разработок заложена экономическая эффективность.

Сегодня в кластере ГЛОНАСС состоит порядка тридцати компаний. Большинство из них имеют орловскую прописку. Но есть и иногородние резиденты, представляющие Москву, Белгород, Челябинск, Краснодар. Совместные проекты реализуются по нескольким направлениям: геоинформационные системы и мониторинг автодорог, системы весогабаритного контроля и аналитики, интеллектуальные транспортные системы, платформы для краткосрочной аренды всех видов транспорта, цифровое сельское хозяйство.

Развитие кластерной политики в Орловской области является основой долгосрочного социально-экономического развития области. Один из перспективных проектов кластера — создание Центра компетенций цифрового сельского хозяйства.

Приоритетная задача Центра – стать полем притяжения инновационных разработок. Эксперты организации аккумулируют и исследуют информацию о современных цифровых решениях, анализируют их. Кроме того, сельхозпредприятия-партнеры Центра могут новейшие технологии разработчиков программно-аппаратных комплексов и программного обеспечения опробовать на своих полях и определить, насколько эффективно работает идея. Это взаимовыгодное сотрудничество, потому что и аграрии нуждаются в способах повышения качества работы, и разработчики новых технологий – в опытных площадках для обкатки изобретений и решений.

В перспективе для развития цифрового сельского хозяйства предусматривается:

— расширение доли сельскохозяйственных товаропроизводителей, применяющих технологии точного земледелия;

— повышение частоты актуализации данных дистанционного зондирования, в том числе космического, с целью оперативного мониторинга состояния полей;

— внедрение технологии мониторинга посевов с использованием созданной электронной карты и беспилотного летательного аппарата с целью выявления очагов развития болезней и вредителей на ранних стадиях появления;

— повышение мобильности и скорости реакции оператора системы точного земледелия на основе современного программного обеспечения;

— внедрение системы точного орошения на базе оценки влажности почвы и составлении прогноза погоды;

— технологии «умного» сельского хозяйства, когда все данные направляются одному источнику для автоматизированного приятия решений по комплексу технологических операций;

— представление товаропроизводителям актуальной информации о состоянии и прогнозе развития рынка сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия;

— совершенствование системы электронных торговых площадок, биржевых торгов зерном и другой сельскохозяйственной продукцией.

Для стимулирования внедрения цифрового хозяйства необходима федеральная государственная поддержка сельскохозяйственных товаропроизводителей, внедряющих соответствующие технологии цифрового сельского хозяйства на основе компенсации части затрата на приобретение техники и оборудования, поддержки научных учреждений, выполняющих разработки в данной области в рамках государственного задания.

На перспективу приоритетным должно стать государственное управление сельским хозяйством на основе геоинформационных технологий в рамках реализации концепции «одного окна» и перехода на оказание государственных услуг в электронной форме.

Цифровизация сельскохозяйственного производства РФ должна обеспечить на ближайшие 3-7 лет: рост производства продукции растениеводства и животноводства до 1,5 раз в 2025 году; повышение качества продукции; снижение трудоемкости с/х производства в 1,5 раза в 2025 году; снижение себестоимости и цены- сокращение расходов энергии и материалов; рост урожайности, например, в растениеводстве в 1,4 раза; снижение импортозависимости сельскохозяйственной техники, их аппаратных и программных средств; продвижение автоматизации, роботизации, интеллектуальных машинных технологии.

1.4 Опыт применения цифровых технологий в сельском хозяйстве Орловской области

Согласно официальным данным Министерства сельского хозяйства РФ Орловская область (http://mcxac.ru/analitika/pasporta-regionov/72224/) «В 2017 году стала одним из лидеров по использованию элементов точного земледелия – 188 хозяйств использовали новые технологии».

Ведомственный проект Минсельхоза РФ «Цифровое сельское хозяйство» предусматривает пять направлений:

1. «Эффективный гектар» – глубокая инвентаризация сельхозугодий с оперативной актуализацией их состояния,

2. «Умные контракты» — организация нового цифрового канала взаимодействия для аграриев – личного кабинета,

3. «Агроэкспорт «От поля до порта» — планирование транспортной инфраструктуры, портовых мощностей, железнодорожного транспорта, хранения и переработки, а также других логистических сетей,

4. «Агрорешения для агробизнеса» — карта отраслевой привлекательности региона, на которой будет представлена информация для инвесторов по типовым решениям АПК, с привязкой к реалиям конкретного региона,

5. «Земля знаний» — система образования и консультационных служб, что обеспечит отрасль необходимым количеством специалистов, способных поддерживать цифровые решения на местах. (http://mcx.ru/press-service/news/ivan-lebedev-rasskazal-o-perspektivakh-razvitiya-tsifrovykh-platform-agropromyshlennogo-kompleksa/).

Рассмотрения подлежит только первое направления, т.к. остальные являются прерогативой федеральных структур и органов власти.

1. Инвентаризация сельхозугодий.

Первоначальной задачей в этом направлении является государственный мониторинг земель сельхозназначения. На настоящий момент Орловская область входит в перечень регионов, активно работающих над созданием Единой Федеральной Информационной Системы Земель Сельхозназначения (ЕФИС ЗСН) ( (https://www.akkor.ru/materialy-vserossiyskoy-nauchno-prakticheskoy-konferencii-aktualnye-problemy-zemelnyh-otnosheniy). Основной информацией, находящейся в ЕФИС ЗСН, являются следующие сведения:

 фактические границы сельскохозяйственных полей (контуров),

 уникальный номер, закреплённый за каждым полем (контуром) по единой для всей территории России методике,

 сведения о наименовании землепользователя и его ИНН,

 сведения о плодородии почв и негативных процессах на землях с/х угодий,

 данные о выращиваемой в пределах контура сельскохозяйственной культуре,

 данные о виде сельскохозяйственных угодий контура по годам.

Для осуществления задачи по государственному мониторингу земель сельхозназначения Орловской области в 2016 году был создан Геоаналитический информационный центр Департамента сельского хозяйства Орловской области (исполнитель контракта — компания «Центрпрограммсистем» (г. Белгород). Помимо подсистемы «Мониторинга земель сельскохозяйственного назначения», Информационный центр включает следующие подсистемы:

1. Подсистема «ЦПС: Анализ показателей развития сельского хозяйства региона», предназначенная для финансово-экономического анализа состояния сельскохозяйственных предприятий региона на основании данных регламентированных отчетов, собираемых и формируемых в системе Свод отчетов АПК.

2. Подсистема «ЦПС: Личный кабинет сельскохозяйственного товаропроизводителя», предназначенная для обеспечения специалистов сельскохозяйственных предприятий функциональными возможностями оформления заявлений на предоставление субсидий на оказание несвязанной поддержки в области растениеводства согласно регионального регламента, в интеграции с системой «ЦПС: Учет субсидий для сельского хозяйства».

3. Подсистема «ЦПС: Похозяйственная книга», предназначенная для ведения в электронном виде похозяйственных книг в целях учета личных подсобных хозяйств должностными лицами органов местного самоуправления сельских поселений и городских округов. Порядок ведения похозяйственных книг осуществляется согласно Приказу №345 от 11 октября 2010 г. Минсельхоза России «Об утверждении формы и порядка ведения похозяйственных книг органами местного самоуправления поселений и органами местного самоуправления городских округов».

4. Подсистема «Интеграционный портал», предназначенная для интеграции доступа к геоинформационным базам данных соответствующих Подсистем через специализированные Рабочие столы специалистов и руководителей.

На уровне сельхозтоваропроизводителей проблему мониторинга земель решают сами предприятия. Это реализуется несколькими способами:

1. Самый простой – с помощью навигатора ГЛОНАСС/GPS, установленного на транспортное средство, способное перемещаться по бездорожью. Здесь точность измерений зависит от погрешности определения координат, которые в современных навигаторах составляют до 1,5 м, а в системах высокоточного позиционирования – до 20 см

2. Самый практичный – проведение ФГБУ «Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Орловский» обмера и формирования электронных карт полей, в ходе выполнения обязательств по обследованию сельхозугодий с составлением агрохимических паспортов полей и оценкой радиационного фона почв. Точность определения координат составляет до 10 см. Этот способ используют экономически устойчивые сельхозорганизации.

3. Самый точный – с использованием беспилотных летательных аппаратов. Здесь точность определения координат может составлять несколько сантиметров. Плюс есть возможность мониторить изменения в почве, по урожайности и развитию растеиий. Этот способ доступен для агрохолдингов.

В Орловской области пользуются всеми 3-мя способами: с использованием ПЛА – считанные единицы, с проведением агрохиманализа – порядка 30% всех агропредприятий, еще столько же – с использованием первого способа. Больше четверти предприятий пользуются данными земельного кадастра, которые дают только приблизительные данные по землевладениям. Четвертый способ – с использованием данных дистанционного зондирования Земли (космическими аппаратами) в Орловской области не используются по причинам дороговизны и отсутствия больших территорий, принадлежащих одному землепользователю.

Таким образом, первый этап цифровизации по землепользованию продвигается и по плану Минсельхоза к концу этого года весь земельный фонд должен быть внесен в ЕФИС ЗСН.

2. Повышение эффективности использования сельхозугодий (Эффективный гектар).

Аналитическим центром Минсельхоза РФ определена одна из систем цифровой трансформации сельского хозяйства в области растениеводства – «Умное землепользование». Это: «интеллектуальная система (искусственный интеллект, нейронные сети, пространственное моделирование и др.), осуществляющая в автоматизированном режиме сбор, анализ, обновление информации о состоянии почвенных и земельных ресурсов территории, разрабатывающая рекомендации по оптимальному (ландшафтно-адаптивному) размещению посевов сельскохозяйственных культур, нарезке полей, размещению севооборотов, агротехнологиям возделывания культур, автоматизированную оценку земельных участков (в том числе кадастровую), контроль и мониторинг функционирования и эффективности систем землепользования и адаптивно-ландшафтного земледелия, их воздействия на окружающую среду и сельский социум» (http://mcxac.ru/digital-cx/umnoe-zemlepolzovanie/).

Инструментами цифровизации в этой системе являются:

 Электронные и интеллектуальные датчики,

 RFID-метки,

 Робототехника,

 Интернет вещей,

 Беспилотные транспортные средства (БПТС) и беспилотные летательные аппараты (БПЛА),

 Системы анализа больших данных,

 ERP-системы,

 Элементы искусственного интеллекта,

 Облачные сервисы, и др.

1. В Орловской области элементы искусственного интеллекта, беспилотные транспортные средства, робоботехника на данный момент не используются.

2. В рамках использования электронных интеллектуальных датчиков рассмотрим применение агропредприятиями транспортных средств, использующих цифровую обработку и передачу данных о состоянии обеспечивающих систем, выполненных работах и использовании материалов.

Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) являются важнейшим элементом цифровизации современного сельского хозяйства. ГЛОНАСС и GPS-технологии используют для позиционирования сельскохозяйственных машин и животных [66-68], мониторинга параметров сельхозтехники [69, 70], контроля и анализа выполняемых технологических операций [71, 72], управления ими (в том числе – в режиме он-лайн) [73-75], совместно с локальными приемо-передающими комплексами позволяют реализовать принципы прецизионного (точного) земледелия [76-79], способствуют повышению качества продукции и безопасности производственных процессов [80, 81].

Классическая схема дистанционного мониторинга параметров мобильных технических систем включает следующие основные элементы (рис. 1.15).

I. Система спутниковой навигации. Наиболее известными и применимыми для глобальной навигации подвижных объектов в России являются навигационные спутниковые системы ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США).

II. Бортовой терминал мобильного объекта. ГЛОНАСС/GPS-терминалы обеспечивают прием сигналов со спутников и определение географических координат объектов. Кроме того, в его функции входят сбор телеметрической информации о состоянии и рабочих параметрах объекта, передача данных на удаленный сервер, дистанционное управление объектом, выполнение ряда сервисных функций, самодиагностика и др.

III. Бортовая система контроля параметров работы мобильного объекта. Штатные датчики и дополнительные устройства мобильного объекта позволяют осуществлять контроль и мониторинг рабочих (расход топлива, частота оборотов двигателя, температура охлаждающей жидкости и масла, напряжение питания и др.) и технологических (тяговые свойства, число оборотов ВОМ, норма высева семян, внесения удобрений и средств защиты растений, высота среза, влажность и величина дробления зерна и т.д.) параметров.

IV. Сети мобильной связи. Применение сотовой связи для передачи цифровой информации от объекта мониторинга к удаленному сервису намного повышает эффективность технологии спутникового управления и контроля. Системе может быть доступна передача всех видов информации, включая голосовую и видеосвязь [82].

V. Сервер. Терминальный или облачный сервер предназначен для получения, анализа и обработки информации, поступающей от объектов мониторинга. В задачи функционирования сервера такж е входит накапливание данных, с целью использования их для последующего анализа и выполнения прогноза при принятии управленческих решений.

Рисунок 1.15 – Принцип функционирования спутниковых навигационных систем: I — система спутниковой навигации; II — бортовой терминал мобильного объекта; III — бортовая система контроля параметров работы мобильного объекта; IV – сети мобильной связи; V – сервер обработки данных; VI – пользователь; 1 – центральный блок управления и навигации; 2 – датчик уровня топлива; 3 – приемо-передающие устройства; 4 – датчик уклона машины; 5 — курсоуказатель и бортовой компьютер; 6 – камера видеомониторинга; 7 – система идентификации оператора; 8 – система голосовой связи с оператором; 9 – датчик расхода топлива; 10 – датчик работы навесного оборудования; 11 – датчик зажигания; 12 — другие датчики и системы

VI. Пользователь (клиент). Оператор службы наблюдения или диспетчерского центра получает визуализированную информацию о параметрах объекта мониторинга, используя персональный компьютер, телефон, смартфон либо иные устройства получения информации.

Потенциалом цифровых решений в сфере удаленного мониторинга механизированных процессов и их управления в значительной мере используется сельхозтоваропроизводителями Орловской области.

По данным Минсельхоза России [83], регион располагает 15504 единицами техники, используемой в АПК. На конец 2018 года, парк основных видов техники в сельскохозяйственных организациях (без учета микропредприятий) включал 3104 тракторов, 1221 комбайнов, 64 свеклоуборочных машин [84]. Количество зарегистрированных на территории субъекта РФ транспортных средств, используемых для нужд сельского хозяйства, составляют 11498 единиц (без учета прицепной техники). Из них оборудованы аппаратурой спутниковой навигации 2512 единиц или 21,8 % (по данным ГЛОНАСС К-57).

С целью оценки фактического состояния оснащения сельскохозяйственных организаций и К(Ф)Х Орловской области спутниковыми навигационными технологиями на базе ГЛОНАСС/GPS, выполнены исследования, результаты которых представлены в данной работе.

В исследованиях использованы статистические данные, предоставленные Администрациями муниципальных районов по состоянию на 01.04…01.07.2019 г. Представленные данные охватывают 406 сельскохозяйственных предприятий различных форм собственности и видов землепользования.

Достоверность и представительность данного объема выборки подтверждена расчетом обеспеченности статистической достоверности, по формуле [85]:

(1.1)

где z — нормированное отклонение, определяемое исходя из выбранного уровня доверительности;

p – вариация выборки (при отсутствии предварительных данных, разброс статистических данных принимается наибольшим; при этом p=50 %);

q – объем генеральной совокупности (100-p);

e – предельная ошибка выборки.

При уровне доверительной вероятности α, равном 95% (z=1,96) и допустимой ошибке e, не превышающей 5%, значение n составит 384. Расчетное значение n больше использованного в данном исследовании объема выборки, что говорит о его достаточности.

Как видно из рис. 1.16, из 8925 машин, отображенных в предоставленных данных, оснащено системами спутниковой навигации 2766 единиц. Используя показатель k цифровизации, выраженный процентным отношением количества машин оснащенных системами ГЛОНАСС/GPS к их общему количеству, нетрудно подсчитать, что уровень оснащенности сельскохозяйственной техники системами ГЛОНАСС/GPS, в целом, по региону, составляет 35,2%. Степень варьирования данного показателя в разрезе муниципальных районов достаточно высока. Так, если Должанский район располагает всего 4,0% оснащенной техники, от имеющейся, то в Кромском районе уровень оснащенности сельхозмашин системами спутниковой навигации составляет почти 73%.

Оснащенность техники системами глобального мониторинга (рис. 1.17), в разрезе отдельных хозяйств ( ) имеет положительную оценку в таких муниципальных районах, как Мценский (в среднем, 62 машины на 1 хозяйство), Хотынецкий (55 машин на 1 хозяйство), Шаблыкинский (48 машин на 1 хозяйство), Покровский и Ливенский (соответственно — 39 и 35 машин на 1 хозяйство). Минимальное количество оборудованных системами ГЛОНАСС/GPS сельхозмашин в организациях отмечается для Сосковского (1 машина на 1 хозяйство), Должанского, Глазуновского, Знаменского (не более 2 машин на 1 хозяйство) районов.

Здесь же следует отметить, что несмотря на слабое влияние на среднюю оснащенность машин в отдельных хозяйствах, положительный тренд показателя все же имеет место. Следовательно, уровень оснащенности сельхозорганизаций техникой с системами ГЛОНАСС/GPS постепенно увеличивается, независимо от материальной обеспеченности хозяйств и других условий.

Рисунок 1.16 — Оснащенность муниципальных районов Орловской области сельскохозяйственной техникой, оборудованной системами спутниковой навигации (по данным Администраций муниципальных районов)

Рисунок 1.17 – Ранжирование муниципальных районов Орловской области по количеству сельскохозяйственной техники, оборудованной системами спутниковой навигации () и оценка среднего показателя оснащенности хозяйств машинами с системами ГЛОНАСС/GPS ()

Оценивая влияние материальных возможностей хозяйств на степень их оснащенности оборудованной техникой, подтверждается значимость данного условия (рис. 1.18). Результаты изучения зависимости количества зарегистрированной оборудованной сельскохозяйственной техники от чистой прибыли предприятий (использованы данные Росстата за 2017-2018 гг [86]), в целом, позволяют проследить положительную закономерность.

Как видно из табл. 1.1, наибольшим количеством машин, оборудованных системами глобальной спутниковой навигации располагают крупные компании. Так, агропрохолдинг ООО «Авангард-Агро-Орел», с уставным капиталом 112,385 млн руб. [87] и чистой прибылью предприятия за 2018 г., в размере 570,9 млн руб., имеет 298 единиц техники, оснащенной системами ГЛОНАСС/GPS; компания ООО «ОтрадаАгроИнвест», с зарегистрированным минимальным размером имущества юридического лица 1,500 млн руб. [88] и чистым доходом 227,0 млн руб. располагает 295 оборудованными машинами, в 2 отделениях области. В то же время, большинство мелких хозяйств (К(Ф)Х, ИП, СПК и др.) имеют в наличии, в среднем, от 1 до 2 машин с установленными системами навигации.

Рисунок 1.19 иллюстрирует долевую характеристику рассматриваемой техники, в разрезе ее типажа. Наибольшая часть машин, оборудованных системами спутниковой связи – тракторы всех видов, доля которых в общем объеме техники, используемой для нужд сельского хозяйства, составляет 46,0%. Грузовой автотранспорт, оборуд ованный системами ГЛОНАСС/GPS, доля которого равна 20,3 %, занимает вторую позицию в данном рейтинге. Немалая часть (13,9 %) в общей структуре парка техники, оборудованной системами спутниковой навигации принадлежит уборочным машинам всех видов. Легковой автотранспорт составляет 11,2% всех оборудованных машин.

Количество машин, ед.

Чистая прибыль предприятия, млн руб.

Рисунок 1.18 – Влияние доходов предприятий на численность сельскохозяйственной техники, оборудованной системами спутниковой навигации

Таблица 1.1. Оснащенность некоторых сельскохозяйственных организаций техникой, оборудованной системами ГЛОНАСС/GPS

10…30 машин

30…60 машин

60…100 машин

Более 100 машин

ЗАО «Славянское»

К(Ф)Х «Искра»

ООО «Нерусса»

ООО «Рейнланд»

ООО «Арта»

ООО «Здоровецкий»

ООО «Космаковка»

ООО «Дубовицкое»

ООО «Юпитер»

ООО «Пульс-Агро»

ООО «ОрелАгропродукт»

ООО «Залегощь-Агро»

АО «Племенной завод им. А.С. Георгиевского»

АО «ОрелНобельАгро»

ОАО «Сосновка»

ООО «Брянская мясная компания»

ООО «Сельхозинвест»

АО «Агрофирма Мценская»

ООО «Черкизово»

ООО «Авангард-Агро-Орел» (298 единиц в 4 отделениях)

ООО «ОтрадаАгроИнвест» (295 единиц в 2 отделениях)

ООО «ЭксимаАгро» (139 единиц в 2 отделениях)

Продолжение Табл. 1.1

ООО «Орелагроинвест»

ЗАО «Берёзки»

ООО «Хлебороб»

ОАО «Звягинки»

АО «ОПХ «Красная звезда»

ООО «Северное сияние»

ООО «Орелагропром»

ООО «Орловское»

ООО «ВИКО»

ООО «Виннер»

СП «Сабурово»

ООО РАВ «АгроОрел»

ООО «Мираторг-Орел»

СХП «Корсаковское-1»

ООО «Виннер»

СП «Сабурово»

Следует обратить внимание на факт низкой обеспеченности сельскохозяйственных организаций средствами механизации внесения минеральных удобрений и самоходными опрыскивателями. Общая доля этих видов техники, оборудованных системами навигации составляет лишь 1,7% (всего 39 машин, заявленных Администрациями муниципальных районов). Между тем, именно этими видами техники обеспечивается дифференцированное внесение удобрений и ХСЗР, являющегося неотъемлемым звеном технологий прецизионного (координатного) земледелия.

Рисунок 1.19 — Долевое соотношение видов техники, оборудованных

системами ГЛОНАСС/GPS

Подводя итог выполненному и сследованию, на основе полученных статистических данных, оценим уровень оснащенности муниципальных районов Орловской области оборудованной системами ГЛОНАСС/GPS техникой, применяемой в сельскохозяйственном производстве.

Используя количественную индексацию для оценки уровня оснащенности муниципальных районов техникой, получаем группировку с равными интервалами, приведенными в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Группировка показателя оснащенности сельхозмашин системами спутниковой навигации с равными интервалами

Интервалы	Диапазон	Абсолютная частота, f	Накопительная частота, F
низкий	4,0-21,2	5	5
средний	21,3-38,4	10	15
выше среднего	38,5-55,7	8	23
высокий	55,8-72,9	1	24

Используя приведенную в табл. 1.2 соответствующую цветовую кодировку, обеспечивающую наглядность выполненной оценки, предложена классификация мун иципальных районов Орловской области по показателю «Уровень оснащенности техникой, оборудованной глобальными навигационными спутниковыми системами» (табл. 1.3).

Результаты диагностики показали, что 75,0% муниципальных районов Орловской области имеют средний и выше среднего уровень оснащенности техникой, оборудованной глобальными навигационными спутниковыми системами. Низким уровнем данного показателя характеризуются Верховский, Глазуновский, Дмитровский, Должанский и Малоархангельский районы. К районам, с высоким уровнем оснащенности сельхозмашинами с системами спутниковой навигации следует отнести лишь Кромской район.

Основными самоходными средствами, используемыми в хозяйствах области, являются:

 тракторная техника производства Минского тракторного завода (МТЗ) – около 20% всего парка,

 тракторная техник производства Кировского тракторного завода (Кировец) – около 5%,

 комбайны и самоходная техника Versatile производства Ростсельмаш – около 10%,

 комбайны Палессе производства Гомсельмаш – около 5%,

 тракторы и комбайны импортного производства – около 45% всего парка техники,

Таблица 1.3. Распределение муниципальных районов Орловской области в 2018 году по уровню оснащенности техникой, оборудованной глобальными навигационными спутниковыми системами

Наименование муниципального района	Уровень оснащенности техникой
Болховский	3
Верховский	1
Глазуновский	1
Дмитровский	1
Должанский	1
Залегощенский	2
Знаменский	3
Колпнянский	2
Корсаковский	3
Краснозоренский	3
Кромской	4
Ливенский	2
Малоархангельский	1
Мценский	2
Новодеревеньковский	2
Новосильский	2
Орловский	3
Покровский	3
Свердловский	2
Сосковский	2
Троснянский	3
Урицкий	2
Хотынецкий	3
Шаблыкинский	2

 свеклоуборочные комбайны и погрузчики импортного производства – около 5%,

 опрыскиватели импортного производства – около 5%.

Среди всего изобилия типов и марок сельскохозяйственной техники чуть больше половины могут без дополнительного оснащения использоваться для цифровизации процессов растениеводства. Вот эти возможности:

1. Кировец:

 Двигатель Mercedes OM460LA: 354 л.с.,1800 мин^-1, 1750 Н•м (модель К-735, 740, 742 Премиум) – с электронным контролем уровня топлива в топливном баке, расхода топлива, температуры охлаждающей жидкости и двигателя, количества оборотов линии вала, давления в масляной системе и системе охлаждения,

 Система позиционно-силового регулирования навесного устройства (EHR) — позволяет поддерживать глубину обработки на неровном рельефе и регулировать нагрузку на трактор без перехода на пониженные передачи.

 Комплект передачи мощности (Power Beyond) — система прямой (минуя гидрораспределитель) передачи гидравлической мощности от трактора к агрегатируемому оборудованию, оснащенному собственной гидросистемой (гидрораспределителем) (например – для системы гидравлического привода дозаторов бункера 1910 сеялок «Джон Дир»),

 Автоматизированная коробка передач Т-5 с электронным блоком управления и автоматизации, с системой управления «КОМАНДПОСТ»,

 Система параллельного вождения (опционально) TRIMBLE EZ-GUIDE 750.

В большинстве хозяйств Орловской области используются модели К-700, К0701, К-750 и К-744 различной модификации с аналоговой системой передачи данных, где отсутствует возможность получения информации о работе трактора без использования преобразователей цифрового сигнала или дополнительных цифровых датчиков и устройств.

2. Ростсельмаш:

a) Комбайны Torum, Acros, Vector:

 технологический тракт системы обмолота Advanced Rotor System (ARS), которая включает инновационные решения: битерную наклонную камеру, ротор с вращающейся декой и тремя точками обмолота и бесступенчатый привод ротора,

 информационно-голосовая система Adviser III непрерывно следит за процессом обмолота и работой механизмов комбайна, позволяя контролировать стабильность техпроцесса и предотвращать поломки агрегатов,

 устройство раздельного последовательного включения выгрузного и горизонтального шнеков Smart Launch обеспечивает высокую скорость выгрузки, выполняя ее порционно. Кроме того, при завершении операции перед складыванием выгрузного шнека Smart Launch обеспечивает его полное освобождение от остатков зерна, не допуская потерь,

 Тракторы Versatile серии 1000-3000, D2:

 Двигатель Cummins QSC/QSL/QSM11/QSX15/ QSM15: 320-620 л.с. – с электронным контролем уровня топлива в топливном баке, расхода топлива, температуры охлаждающей жидкости и двигателя, количества оборотов линии вала, давления в масляной системе и системе охлаждения,

 программируемая трансмиссия Full Powershift 18×9, автоматическая трансмиссия Powershift

 гидравлическая система HydraFlow, управляемая реакцией нагрузки (Closed Center Load Sensing Hydraulic System), обеспечивает продуктивную работу навесного оборудования,

 система автоматического вождения по сигналу GPS/ГЛОНАСС,

 электрическое подруливающее устройство, или более точное подруливающее с помощью гидравлического клапана.

В агропредприятиях региона используются модели комбайнов и тракторов с аналоговой системой передачи данных, где отсутствует получения цифровой информации о работе самоходной техники возможно лишь с использованием дополнительных цифровых датчиков и устройств, преобразователей аналоговых сигналов

3. Гомсельмаш:

Зерноуборочные комбайны Палессе, Полесье и КЗС:

 Двигатель Mercedes OM502LA: 530 л.с. (модель КЗС-624-1 GS-16) – с электронным контролем уровня топлива в топливном баке, расхода топлива, температуры охлаждающей жидкости и двигателя, количества оборотов линии вала, давления в масляной системе и системе охлаждения,

 Терминал с LCD-экраном связан посредством CAN сети с шестью модулями бортовой информационно-управляющей системы (БИУС): модулем управления трансмиссией; модулем потерь; модулем CAN панели управления; модулем управления решётами; модулем жатки; модулем базовым,

 Информационно-управляющая система System Control на базе бортового компьютера объединяет в себе функции информационного обеспечения, регистрации, статистики, управления и контроля. Компьютер находит оптимальное соотношение регулировок в зависимости от убираемой культуры, её урожайности, влажности и засоренности. С экрана терминала оператор также получает статистические данные о ходе уборки, а также информацию о возможных аварийных ситуациях.

Практически все используемые в хозяйствах модели комбайнов имеют аналоговую систему данных, что требует использование дополнительных датчиков и устройств для обеспечения цифровой адаптации в вопросах контроля и управления сельхозпредприятиями.

В комбайнах с CAN шиной передачи эксплуатационных данных для оценки эффективности ведения хозяйства возможно использование следующей информации: Температура двигателя (градус), Скорость (км/ч), Пробег (км), Время работы двигателя (ч), Время уборки (ч), Обработано гектар (га), Обороты барабана (мин^-1), Уровень топлива (%), Обороты двигателя (мин^-1), Молотильный барабан включён, Включена выгрузная труба, Бункер зерна 70% и 100%, и другие.

4. Комбайны импортного производства:

Машинно-тракторные парки агропредприятий региона имеют в своем составе большое разнообразие марок и моделей зерноуборочных, кормоуборочных комбайнов:

 Claas: Tucano 450, Tucano 460, Jaguar 850, Lexion 440, Lexion 550, и др.,

 John Deere: 9670, S670 и др.,

 New Holland:B8210, CX8080 и др.,

 Case IH: 7120.

Большинство последних моделей используемой техники применяет цифровую обработку информации с использованием бортовой CAN сети для приема м передачи технической и производственной информации. Опционально устанавливаются системы параллельного вождения, высокоточного позиционирования, удаленного контроля технического состояния и другие.

В комбайнах Claas в цифровой шине передаются и используются следующие параметры: Полное время работы двигателя, Нагрузка двигателя, Информация о работающем двигателе, Обороты двигателя, Температура двигателя, Полный пробег комбайна, Полный расход топлива (с первого запуска двигателя), Уровень топлива в баке, Скорость движения комбайна, Убранная площадь (Га), Производительность (Га/час), Количество собранного урожая (кг), Влажность зерна (%) и другие.

5. Трактора импортного производства:

Модельный ряд тракторов в хозяйствах огромен, поэтому ограничимся часто встречающимися вариантами:

 Case: Puma 180, Puma 195, Puma 210, Magnum 340, STX380, STX 435, Steiger 385, Steiger 450, Steiger 500 и др.

 John Deere: 6150, 7830, 7930, 8285, 8295, 8310, 8420, 8430, 8535R, 9430, 9640 и др.

 New Holland: T840, TJ380, T9505, T9040, T7060, T8050, T8390 др.

 Claas: Axion 820, Axion 850, Axion 930, Axion 940 и др.

Большинство из указанных единиц техники имеют цифровую шину, обеспечивающую передачу и обработку информации с датчиков и устройств в бортовой компьютер, с возможностью последующей передачи и использования в контрольных и аналитических системах агропредприятий.

6. Свеклоуборочная техника импортного производства:

 Свеклоуборочные комбайны Holmer Terra Dos, Agrifac Big Six,

 Самоходные машины для очистки и погрузки сахарной свеклы: Ropa Euro Mouse, Ropa Euro Mouse 2, Ropa Euro Mouse 3.

Применяются:

• Mercedes Benz дизельный двигатель OM473LA и OM 926 LA 6-ти цилиндровый рядный, имеющий 460 кВт (626 лс)/ 220 кВт (299 лс) при максимальных оборотах 2200 мин-1. / 1600 мин-1, полное электронное управление мотором с показанием расхода топлива на терминале. с электронным контролем уровня топлива в топливном баке, расхода топлива, температуры охлаждающей жидкости и двигателя, количества оборотов линии вала, давления в масляной системе и системе охлаждения,

• интуитивный терминал с сенсорным экраном HOLMER EasyTouch,

• инновационная концепция управления HOLMER SmartDrive,

• до 6-ти видеокамер, система HOLMER TopVIEW, обеспечивающая обзор на 360°,

7. Опрыскиватели импортного производства:

 Challenger SPRA Coupe 7650,

 Albatros 4000S,

 John Deere 4730,

Оснащение:

• Двигатель Caterpillar 3056E/John Deere, мощность двигателя 139 кВт (174 лс)/183 кВт (245 лс), полное электронное управление мотором с показанием расхода топлива на терминале. с электронным контролем уровня топлива в топливном баке, расхода топлива, температуры охлаждающей жидкости и двигателя, количества оборотов линии вала, давления в масляной системе и системе охлаждения,

• Система контроля установленной нормы вылива — электронный контроллер RAVEN 4000 или 5000,

• Ширина колеи может изменяться с помощью гидропривода от 2,25 до 3,25 м,

• Система дифференцированного внесения (опционально) или Green Star 2630.

Дополнительно используемое с тракторами прицепное и навесное оборудование, в большинстве своём, имеет цифровую шину для передачи информации от датчиков и устройств в пульт управления, находящийся на ведущем тракторе, и для передачи в системы управления предприятием для анализа.

Электронные и интеллектуальные датчики используются на сельхозтехнике региона дополнительно только для контроля перемещения и расхода топлива на самоходных транспортных средствах с аналоговой обработкой информации. К ним относятся датчики уровня топлива различных производителей и расходомеры топлива.

Применение систем мониторинга транспортных средствах, для обеспечения цифровой трансформации агропредприятий совместно с датчиками и сенсорами позволяет:

 реализовать качественный и многоуровневый контроль эксплуатации техники во всех режимах работы;

 снизить количество приписок при проведении полевых работ, тем самым уменьшая себестоимость этих работ и влияние человеческого фактора на конечный результат ;

 провести анализ эксплуатации техники исходя из соотношения затрат и полученных результатов при обработке полей, с целью выбора оптимальных моделей с/х техники для проведения тех или иных видов работ;

 проводить удалённую диагностику двигателей, узлов и агрегатов для оптимизации людских и материальных ресурсов при устранении неисправности в полевых условиях ;

 прогнозировать профилактические регламентные работы для предотвращения внеплановых ремонтов техники.

3. RFID-метки используются на агропредприятиях региона

RFID — способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или

Основные сферы использования RFID-меток:

 Идентификация транспортных средств при контроле перемещении транспортных средств на поле и другие технологические объекты (весовые, тока, элеватор и др.)

 Определение используемого прицепного или навесного оборудования с тягачами (грузовыми автомобилями и тракторами) для учета выполненных работ,

 Идентификация водителей и машинистов-трактористов для учета фактического времени работы,

 Определение фактов прохождения контрольных точек или исполнения алгоритма перемещения транспортных и материальных средств, необходимых для выполнения технологических процессов на предприятии.

4. Интернет вещей

Под интернетом вещей (ИВ) понимают концепцию вычислительной сети физических объектов («вещей»), оснащенных встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой.

На сельхозпредприятиях использую промышленный интернет вещей — систему объединенных компьютерных сетей и подключенных технологических объектов со встроенными датчиками и установленным программным обеспечением для сбора и обмена информацией.

В большинстве своем на агропредприятиях используется несколько разновидностей ИВ:

 Машинного типа – на самоходных средствах и транспортных средствах, где используется система сбора информации от датчиков и устройств, установленных на агрегатах и в системах, с передачей и обработкой этих данных в центральном бортовом компьютере, обеспечивающем обмен информацией между устройствами и агрегатами,

 Производственного типа – на производственных объектах, где производится сбор и обмен информацией между устройствами на различных участках производственного цикла, с параллельным сбором и анализом информации в центральном компьютере. Установленное программное обеспечение в этом случае обеспечивает контроль исполнения технологических операций, их порядок и полноту исполнения, а также контроль технического состояния и работоспособности всех систем и механизмов.

На предприятиях региона используются обе разновидности, в частности на импортной сельскохозяйственной технике (тракторы, комбайны и др.) и на предприятиях с полным или закрытым циклом производства (сахарные заводы, элеваторы, перерабатывающие заводы и т.п.)

5. Системы анализа больших данных

Под большими данными понимаются хранение, обработка и анализ всей полученной информации от систем, датчиков и устройств. Под системами анализа больших данных в сельском хозяйстве принимают используемые агропредприятиями программные продукты. Самыми известными являются ПО на базе 1С, используемые во всех бухгалтериях сельзозпредприятий:

— 1С: Бухгалтерия сельскохозяйственного предприятия,

— 1С: Предприятие 8. Управление сельскохозяйственным предприятием,

— 1С: GIS. Управление пространственными данными для 1С: ERP и 1С:КА2,

— 1С: Предприятие 8. Бухгалтерия крестьянско-фермерского хозяйства,

— 1С: Предприятие 8. Бухгалтерия элеватора и комбикормового завода,

— 1С: Селекция в животноводстве. Свиноводство,

— 1С: Селекция в животноводстве. КРС,

— «AG-DATA INTEGRATOR» — интеграция данных бортовых информационных систем John Deere и 1С,

— «ЦПС: Элеватор. Комбикормовый завод. Маслозавод»,

6. ERP-системы:

— 1С: Предприятие 8. ERP Агропромышленный комплекс 2,

— «ЦПС: АгроХолдинг» — ERP-система для автоматизации сельского хозяйства России, Украины, Казахстана на 1С: УПП 8,

Система обеспечивает автоматизацию основных контуров управления сельскохозяйственных производителей: оперативный, финансовый, экономический, управленческий, производственный, агрономический, юридический, бухгалтерский, кадровый, поддержка принятия решений. Имеет модульную структуру и поддерживает управление различными видами сельскохозяйственного производства.

Функциональные особенности и классы решаемых задач ERP-системы «ЦПС:АгроХолдинг»:

1. Планирование и бюджетирование

 Автоматизация технико-экономического планирования в растениеводстве и животноводстве.

 Ведение технологических карт возделывания культур в единой информационной системе.

 Автоматический расчет оборотной ведомости поголовья в животноводстве, графиков растела, осеменения на несколько лет вперед исходя из зоотехнических параметров.

 Автоматизация бюджетирования, план-фактные (стратегический и оперативный) анализы деятельности сельскохозяйственного предприятия.

2. Оперативный учет

 Оперативное планирование и план-фактный учет сельскохозяйственных работ, интеграция со спутниковыми системами ГЛОНАСС/GPS мониторинга транспорта, отслеживание хода полевых работ и расхода ГСМ.

 Управленческий и регламентированный учет затрат в растениеводстве и животноводстве, автоматизация формирования путевых и учетных листов сельскохозяйственных работ.

 Оперативный учет сельскохозяйственной продукции на пунктах приема зерна, ТМЦ на складах и местах хранения.

 Оперативный управленческий количественно-качественный учет на элеваторе, комбикормовом заводе, маслоэкстракционном заводе, комбинате хлебопродуктов и растительных масел.

7. Облачные сервисы:

— «ЦПС: АгроУправление» — геоинформационная система (ГИС) на платформе «1С» для сельского хозяйства — Планирование и управление в едином информационном пространстве агропредприятия,

— ЦПС: Геоцентр. Управление АПК — Система содействует качественному принятию решений с целью повышения конкурентоспособности АПК и устойчивого развития сельских территорий региона,

— Автоматизация государственного бюджетного управления в сельском хозяйстве. Решаемые задачи: анализ производственных показателей деятельности предприятий регионального агропромышленного комплекса; анализ экономических показателей деятельности предприятий регионального агропромышленного комплекса; анализ финансовой устойчивости предприятий регионального агропромышленного комплекса; анализ рентабельности сельскохозяйственного производства; выявление основных факторов, влияющих на повышение эффективности производства; анализ эффективности государственной поддержки сельского хозяйства.

— ЦПС: Анализ показателей развития сельского хозяйства региона. Решаемые задачи: анализ производственных показателей деятельности предприятий регионального агропромышленного комплекса; анализ экономических показателей деятельности предприятий регионального агропромышленного комплекса; анализ финансовой устойчивости предприятий регионального агропромышленного комплекса; анализ рентабельности сельскохозяйственного производства; выявление основных факторов, влияющих на повышение эффективности производства; анализ эффективности государственной поддержки сельского хозяйства.

В Орловской области в 2016 году развернут Геоаналитический информационный центр Департамента сельского хозяйства (http://agro-office57.ru/structure-development/proektyi-laquoupravlenie-razvitiem-territoriyraquo/geoanaliticheskiy-informatsionnyiy-tsentr-departamenta-selskogo-hozyaystva-orlovskoy-oblasti.html ), который способствует предотвращению выбытия сельскохозяйственных земель из оборота, сохранению и вовлечению данных земель в производство, разработке обоснованных программ сохранения и восстановления плодородия почв, обеспечению государственных и муниципальных органов, в том числе осуществляющих земельный контроль, достоверной информацией о состоянии и плодородии сельскохозяйственных земель и их фактическом использовании. В данном центре реализована часть вышеуказанных программных продуктов. В последующем запланирована реализация вышеуказанных облачных сервисов.

Безусловно, основополагающим аспектом реализации задачи цифровизации сельскохозяйственного производства является отношение к проблеме самих сельхозтоваропроизводителей. Поэтому, с целью изучения существующих позиций, а также оценки уровня цифровизации сельскохозяйственных организаций и перспектив внедрения новых инициатив, Орловским ГАУ проведен социологический опрос руководителей и специалистов предприятий, занятых в сельском хозяйстве.

Методика исследования заключалась в анкетировании респондентов, согласившихся принять участие в опросе. Анкетирование – один из наиболее распространенных видов опроса, позволяющий добиться количественного измерения искомых качественных показателей. Достаточно часто анкетирование используется именно для оценки событий, связанных с внедрением новых (в том числе — информационных) технологий [66-68].

Разработанная анкета (Приложение А) состоит из 25 вопросов, формирующих следующие информационно-тематические блоки:

Блок 1. Информационно-организационный (8 вопросов);

Блок 2 Технический (9 вопросов);

Блок 3 Технологический (4 вопроса);

Блок 4 Финансово-экономический (4 вопроса).

Общее количество респондентов, принявших участие в анкетировании составило 57 руководителей и специалистов, представляющих сельскохозяйственные организации различных форм собственности, видов землепользования и уровня доходов.

Результаты анкетирования по вопросам Блока 1 представлены на рис. 1.20.

На основании анкетирования, по мнению респондентов можно констатировать следующее:

— хотели бы получить больше информации о национальной программе «Цифровая экономика Российской Федерации» и проекте отраслевой подпрограммы «Цифровое сельское хозяйство» 58,8% респондентов. При этом, 17,6% опрошенных оказались не знакомы с этими документами;

— в достаточном объеме не располагают информацией о новых технологиях и их преимуществах 47,1% участвующих в опросе.

Рисунок 1.20 – Результаты анкетирования сельхозтоваропроизводителей по Блоку «Информационно-организационный»

Самостоятельно восполняют недостаток этой информации еще 35,3% респондентов;

— не смогли назвать проблемы управления и учета, которые могли бы быть решены за счет внедрения новых технологий 47,2% специалистов. Положительно ответили на этот вопрос еще 41,2%;

— не видят необходимости обращения к специалистам за помощью в услугах цифровизации 41,2%. Еще 35,3% опрошенных успешно практикуют такое сотрудничество;

— несмотря на то, что значительная часть хозяйств (47,2%) не имеет специалистов, занятых вопросами цифровизации хозяйственно-экономической деятельности (в основном, мелкие предприятия), в 41,2% опрошенных организаций эти функции выполняются по совместительству. Еще 11,8% хозяйств располагают выделенным штатом IT-специалистов;

— почти 65% опрошенных считают необходимым обучение специалистов организации новым технологиям. Организовали обучение еще 11,8% организаций, от участвующих в анкетировании. Наибольший интерес руководителей и специалистов хозяйств вызывают такие инновационные направления, как Электронные карты полей и садов, Системы программирования контроля и управления урожаями и Системы параллельного вождения (по 12,8%, от всех опрошенных); Картирование урожайности и дифференцированное внесение удобрений (11,5%); Интернет вещей (10,2%); Сельскохозяйственные дроны (9,0%); Радиометки на животных и Системы содержания и учета животных (по 6,4%); Радиочастотная идентификация продукции с помощью радиометок (5,1%). Интерес к робототехнике, моделированию, с использованием 3D принтеров, применению искусственного интеллекта, блокчейн-технологиям, использованию виртуальной реальности и другим новациям проявили еще около 13% респондентов (рис. 1.21);

— основным сдерживающим фактором решения задачи цифровой трансформации сельскохозяйственных организаций названа высокая стоимость инноваций (почти 50% опрошенных). К числу значимых проблем, влияющих на внедрение “цифры” в свое производство, сельхозтоваропроизводители также относят отсутствие условий для внедрения (19,0%). Лишь 14,3% респондентов считают, что препятствий для цифровизации производства нет;

— оценивая уровень внедрения цифровизации в своих хозяйствах по 10-балльной шкале, большая часть сельхозтоваропроизводителей (47,8%) критично отнеслась к имеющимся результатам (от 1 до 3 баллов). Промежутком от 3 до 5 баллов оценили уровень цифровизации своих предприятий 39,1% опрошенных. Лишь 13,0% руководителей и специалистов посчитали инновационный уровень своих хозяйств заслуживающим оценки от 5 до 7 баллов, по 10-балльной шкале.

Ответы производственников на технический блок вопросов иллюстрированы графиками рис. 1.22 и позволяют установить следующее:

— все 100% организаций, участвующих в опросе, располагают компьютеризированными рабочими местами. Количество таких мест зависит от дохода организации и, по итогам анкетирования, составляет от 1 до 3 – для 47,1% опрошенных. Еще 47,1% хозяйствующих субъектов оснащены рабочими местами с компьютерным оборудованием, количеством, превышающим 10 единиц;

Рисунок 1.21 – Заинтересованность сельхозтоваропроизводителей в приобретении знаний по новым технологиям

— имея ввиду подавляющее количество сходных ответов на вопрос о численности подключенных к Интернет компьютеров, можно утверждать о практически полном охвате Глобальной сетью ПК (ноутбуков) организаций;

— уровень и качество обеспеченности Интернет и мобильной связью полностью удовлетворяет 46,2% опрошенных. О неустойчивой связи Интернет, либо ее полном отсутствии в полевых условиях заявили еще 46,2% респондентов. Неустойчивость сотовой связи и полное отсутствие Интернет подтвердили 7,6% респондентов;

— наиболее частыми пользователями мультимедийных средств на рабочих местах являются работники офисов (88,2%), агрономы (70,6%), механизаторы (52,9%). Ветеринарные врачи и животноводы используют средства мультимедийного обеспечения, соответственно, в 35,3% и 29,4%

случаев. Еще 47,1% пользователей ПК на рабочих местах составляют работники других профессий;

— основу программного обеспечения ПК на рабочих местах предприятий составляют стандартные программы Windows и программный продукт фирмы 1С — 1С Бухгалтерия (соответственно, 2,4% и 70,6%). Специализированные программы для растениеводства и/или животноводства, а также программные продукты с базами данных, разработанные специально для предприятий, имеют еще 29,4% и 23,5% хозяйств, соответственно;

— большинство опрошенных организаций (70,6%) не располагают специализированным терминалом для накопления и обработки цифровой информации;

— несмотря на преобладание организаций, не имеющих компьютерных терминалов, 35,3% хозяйств используют в административно-хозяйственном управлении информацию, поступающую от спутниковых навигационных систем, установленных на технике, используемой для сельскохозяйственного производства. Еще 23,5% специалистов заявили об использовании таких информационных данных частично и не регулярно;

— опрос показал, что в сельскохозяйственных предприятиях Орловской области имеют место примеры внедрения в производство собственных оригинальных технических решений. Положительный опыт в данной области имеют 23,5% опрошенных организаций;

— отсутствие любых форм взаимодействия хозяйств с федеральными и/или региональными структурами в сфере цифровизации сельского хозяйства обнаружено в 88,2% ответов, от числа организаций, участвующих в анкетировании. О факте такого взаимодействия в одностороннем порядке (сельскохозяйственные организации предоставляют информацию в региональный центр) заявили лишь 11,8% респондентов.

Результаты ответов представителей производства на технологический блок вопросов, показали:

— наибольшее применение в анкетируемых хозяйствах области, получили такие элементы цифровизации сельского хозяйства, как системы контроля параметров на технике — 52,9%, от всех опрошенных организаций; планшеты руководителей и специалистов хозяйств и видеосистемы — по 47,1%. 35,3% участвующих в опросе предприятий имеют в наличии автоматическое весоизмерительное оборудование (рис. 1.23). Используют системы точного земледелия и параллельного вождения, а также системы автоматизации технологических процессов производства, учета и статистики, обработки данных – в 29,4% обследованных хозяйств. От 11,8% до 17,6% предприятий

Рисунок 1.22 – Результаты анкетирования сельхозтоваропроизводителей по Блоку «Технический»

уже применяют такие новации, как автоматические метеостанции, электронные карты вариабельности плодор одия и свойств почвы, беспилотные летательные аппараты и другие технологии. На сегодняшний день, не нашли применения в хозяйствах, участвующих в анкетировании, системы программирования контроля и управления урожаями, а также роботизированные установки;

— в плане перспектив, наибольший интерес у сельхозтоваропроизводителей вызывают технологии, с использованием систем параллельного вождения. Чрезвычайную необходимость внедрения этих технологий в своих хозяйствах заявили 47,1% опрошенных. Еще 29,4% руководителей и специалистов подтвердили значительную необходимость таких инноваций. В использовани и электронных карт полей и садов заинтересованы 41,8% сельхозтоваропроизводителей; из них 23,5% признают чрезвычайную необходимость внедрения этих технологий. Следующей, по уровню значимости, отмечается технология производства, основанная на картировании урожайности и дифференцированном внесении удобрений. Чрезвычайную или значительную необходимость применения данного элемента цифровой трансформации сельского хозяйства отметили 41,2% респондентов.

Рисунок 1.23 – Использование элементов цифровизации сельского хозяйства в профильных организациях Орловской области

О важности использования систем содержания и учета животных и применении радиометок заявили 41,2% и 35,3% специалистов, соответственно. В отношение Интернета вещей, 41,2% опрошенных высказались о возможности того, что данное внедрение может быть полезным. При этом, еще 29,4% респондентов назвали данную технологию чрезвычайно необходимой или представляющей значительную необходимость.

Определенный интерес у руководителей и специалистов хозяйств взывают технологии, основанные на функционировании систем программирования контроля и управления урожаями: возможность того, что это внедрение может быть полезным подтвердили 35,3% опрошенных; 23,5% считают эти технологии чрезвычайно или значительно необходимыми.

Сдержанно отнеслись специалисты к использованию в сельскохозяйственном производстве дронов и робототехники. Так, 52,9% респондентов высказались о том, что применение дронов может быть полезным, с определённой вероятностью. В отношение робототехники такого же мнения придерживаются 29,4% специалистов. Вместе с тем, недоверие к эффективности данных технологий в сельском хозяйстве выразили 23,5% и 35,3% опрошенных – соответственно.

Подобное же отношение со стороны производственников сложилось в применение к вопросу использования в сельском хозяйстве 3D-моделирования. Здесь, почти 29,4% опрошенных относят этот сервис к «вероятно полезному», а еще 47,1% считают его необходимость незначительной или вовсе не требующейся.

Отсутствует уверенность в насущной необходимости использования больших баз данных: 41,2% заявили о том, что внедрение может быть полезным и 29,4% считают его незначительно необходимым или ненужным.

Замыкают рейтинг востребованности производственниками инноваций, такие технологии, как искусственный интеллект (35,3% относят эту технологию к категории имеющей незначительную необходимость или не считают необходимой); радиочастотную идентификацию продукции с помощью радиометок (41,2% относят ее к категории необходимости, указанной выше); дополненная реальность (41,2%); виртуальная реальность (52,9%).

Резюмируя итоги статистического анализа отношения специалистов к новым технологиям, следует отметить, что ряд предложений вызвал сложности в понимании их сути. В частности, 23,5% опрошенных затруднились оценить степень значимости использования в сельскохозяйственном производстве искусственного интеллекта; по 17,6% респондентов не смогли определиться с возможностью применения виртуальной и дополненной реальности, а также радиочастотной идентификации продукции с помощью радиометок.

Рейтинг востребованности цифровых инноваций в сельскохозяйственном производстве, по мнению участвующих в опросе руководителей и специалистов, можно представить некоей сводной таблицей. Здесь, уровень востребованности того или иного объекта оценки выражается цветовой гаммой, подчиняющейся алгоритму, предложенному в табл. 1.4. Результаты данного исследования приведены в табл. 1.5;

Таблица 1.4. Алгоритм цветового кодирования уровней экспертной оценки

Оценка степени необходимости внедрения инновации	Количество согласившихся с оценкой респондентов
Чрезвычайная или значительная необходимость	55…80%	55…80%	55…80%
Внедрение может быть полезным	55…80%	55…80%	55…80%
Необходимость незначительная или отсутствует	55…80%	55…80%	55…80%

Таблица 1.5. Рейтинг востребованности инноваций, по оценкам специалистов хозяйств, принявших участие в опросе

Наименование технологии	Позиция в рейтинге	Чрезвычайная или значительная необходимость	Внедрение может быть полезным	Необходимость незначительная или отсутствует	Затруднились ответить, %
1	2	3	4	5	6
Системы параллельного вождения	1				8,0
Электронные карты полей и садов	2				7,1
Картирование урожайности и дифференцированное внесение удобрений	3				20,0
Интернет вещей (датчики контроля и удаленного управления производством)	4				6,7
Системы программирования контроля и управления урожаями	5				14,3

Продолжение табл. 1.5

1	2	3	4	5	6
Робототехника	6				7,1
Системы содержания и учета животных	7				14,3
Радиометки на животных	8				14,3
3D принтеры (создание пластиковых деталей для сельхозмашин и инструментов)	9				7,1
Радиочастотная идентификация продукции с помощью радиометок	10				21,4
Искусственный интеллект (принятие оптимальных решений системой на основе обработки полученных данных)	11				28,6
Дроны	12				7,1
Блокчейны (большая база данных, размещенная в сети, и доступная огромному количеству пользователей)	13				14,3
Виртуальная реальность (моделирование ситуаций с помощью 3D очков)	14				21,4
Дополненная реальность (введение в объект восприятия дополнительных сведений, позволяющих иметь больше информации об объекте)	15				23,1

— на вопрос о новых формах использования цифровых технологий в своих хозяйствах за последние 5 лет, положительно ответили около 60% опрошенных специалистов (рис. 1.24);

— более 59% респондентов согласились с возможностью экспериментального внедрения передовых технологий в своих хозяйствах, но при условии отсутствия затрат со стороны хозяйства; еще 23,3% опрошенных заявили о готовности поддержать тестовое использование инноваций, даже несмотря на затраты со стороны хозяйства. Следует отметить, что более 17% хозяйств не рассматривают возможность внедрения в своих хозяйствах новых технологий, ни при каких условиях (см. рис. 1.24).

При статистических исследованиях по вопросам Финансово-экономического блока, были получены результаты, представленные ниже.

Как видно из диаграммы на рис. 1.25, в большинстве хозяйств, принявших участие в опросе, сумма средств, выделяемая на цифровую трансформацию производства, не превышает предела 10…50 тыс. руб. При этом, 23,5% опрошенных заявили об отсутствии какого-либо финансирования на эти цели. Тем не менее, около трети всех респондентов потратили на инновацию в своем производстве более 500 тыс. руб. за последние 2 года;

Рисунок 1.24 – Результаты анкетирования сельхозтоваропроизводителей по вопросам Блока «Технологический»

— бюджет средств, выделяемых на преобразования производства в сфере цифровизации, в основном формируется за счет самих предприятий (81,4% всех опрошенных). Лишь 12,6% хозяйств, участвующих в опросе имеют возможность привлечь на данные цели средства учредителя. Следует, также, отметить факты финансирования инновац ий, за счет личных средств руководителя или работников хозяйства (5,7%);

— в подавляющем большинстве случаев (82,4%), руководителями и специалистами хозяйств отмечается желание тратить на внедрение цифровизации своих предприятий от 1 до 5%, от прибыли. Около 12% опрошенных заявили о готовности субсидировать инновационные преобразования, в размере от 5 до 10%, от прибыли хозяйства;

— на вопрос об эффективности использования цифровых технологий в своих хозяйствах, большинство респондентов затруднились ответить, в связи с отсутствием расчётных данных. Равное количество опрошенных имеют диаметрально противоположные мнения (да и нет – по 17,6% респондентов).

Подводя итог выполненным исследованиям, считаем важным обратить внимание на следующие аспекты.

1. Значительная часть опрошенных руководителей и специалистов профильных организаций в полной мере не обладают информацией о существующих национальных проектах в области циф ровизации экономики и, в частности, отрасли сельского хозяйства. Многие не имеют представления о полном спектре предложений, возможностях и достоинствах новых технологий. В тоже время, критично оценивая инновационный уровень своих предприятий, две трети опрошенных считают необходимым обучение специалистов новым технологиям.

Данная оценка свидетельствует о важности скорейшей организации дополнительного целевого обучения производственников Орловской области. Такое обучение должно проводиться на основе использования практических наработок, имеющихся в передовых сельскохозяйственных организациях и теоретического материала, накопленного учеными высших учебных заведений. Базой для обучения должен стать региональный Центр компетенций в области цифрового сельского хозяйства, ядром которого является ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, располагающий развитой учебно-научно-производственной инфраструктурой, собственным экспериментальным цифровым хозяйством, аккредитованным институтом дополнительного образования, высококвалифицированными научно-педагогическими кадрами.

2. Наибольший интерес у сельхозтоваропроизводителей отмечается в отношение таких технологий, как электронные карты полей и садов, системы программирования контроля и управления урожаями, системы параллельного вождения, а также картирование урожайности и дифференцированное внесение удобрений. В числе главных проблем, при решении задач цифровой трансформации сельхозпроизводства, названы высокая стоимость инноваций и отсутствие условий для внедрения. Последнее, в том числе, объясняется неустойчивостью сотовой связи и Интернет, либо их полным отсутствием, о чем заявили более половины опрошенных.

Возможным решением этих вопросов могут явиться частичное субсидирование средних и малых сельскохозяйственных организаций, активно внедряющих цифровые инновации; предоставление налоговых льгот организациям, оказывающим услуги в сфере цифровизации по сниженным тарифам; стимулирование собственных разработок и широкого внедрения технологий и технических средств для бесперебойной передачи цифровых данных в условиях недостаточного покрытия GSM-связью и с удаленных участков полей.

3. Имеет место отставание Орловской области в части наличия (даже в некоторых передовых хозяйствах) компьютерных терминалов, неготовность использования цифровых данных, поступающих от имеющихся информационных систем, отсутствие системного взаимодействия цифровых платформ сельхозорганизаций с ГИС регионального Департамента сельского хозяйства. Все это делает невозможным реализацию основного принципа цифровой трансформации отрасли – рост производительности труда и снижение затрат производства, на основе уровневой взаимосвязанной совокупности средств и методов, используемых для накопления, хранения, обработки информации, служащих для прогнозирования событий и принятия обоснованных управленческих решений.

4. Сегодня, большинство руководителей сельхозорганизаций Орловской области готовы ежегодно вкладывать в цифровую трансформацию своих предприятий не более 5% прибыли. Установлено, что большее понимание реализации задач цифровизации хозяйственной, планово-экономической и другой деятельности предприятий, находит у руководителей хозяйств с высоким уровнем доходов, а также тех, кто имеет успешную практику цифровизации своего бизнеса. Тем не менее, в области пока нет примеров явного подтверждения экономической эффективности инновационных процессов.

Представляется необходимым, при финансовой поддержке Администрации Орловской области, инициировать специальное исследование перехода к цифровизации сельского хозяйства региона, на основе результатов которого выявить и обосновать критерии и методы, позволяющие оценить степень эффективности цифровой трансформации отдельных предприятий и отрасли, в целом.

1.5 Задачи аграрного вуза по подготовке кадров для сельского хозяйства, как отрасли цифровой экономики России

Сегодня настало время, когда интеллектуальные цифровые решения должны помочь сельскохозяйственной отрасли справиться с проблемами повышения производительности труда и устойчивого развития. Повышение эффективности сельскохозяйственного производства, снижение себестоимости производственных процессов, формирование новых наукоемких производств, вовлечение в сельскохозяйственное производство работников новых профессий, повышение доходов на селе и увеличение экспорта сельскохозяйственной продукции являются заявленными задачами подпрограммы «Цифровое сельское хозяйство».

Задачи аграрного вуза в цифровой трансформации сельского хозяйства — это внедрение цифровых технологий и платформенных решений для обеспечения цифрового технологического прорыва в сельском хозяйстве с целью увеличения производительности труда на инновационно-ориентированных аграрных предприятиях в 2 раза к 2021 году.

В рамках Концепции научно-технического развития сельского хозяйства «Цифровое сельское хозяйство» поставлена задача перед аграрными вузами осуществить первые выпуски к 2024 году высококвалифицированных специалистов с углубленными знаниями ИТ-технологий. По данным Министерства сельского хозяйства РФ кадровый голод в сфере сельского хозяйства составляет 90 тыс. специалистов ИТ-сферы.

Также в рамках проекта цифровизации будет создана первая в России отраслевая квазикорпоративная электронная образовательная система «Земля знаний», в рамках которой пройдут обучение с 2019 по 2021 год 55000 специалистов отечественных сельскохозяйственных предприятий компетенциям цифровой экономики за счет средств Госпрограммы АПК и ресурсов аграрных вузов, где планируется увеличение целевых показателей ведомственного проекта «Цифровое сельское хозяйство» рост производительности труда 2019 г.- 105%, 2020 г. – 150%, 2021 г. – 200%. Планируется провести обучение по компетенциям цифровой экономики в 2019 г. – 30 тыс. чел., 2021 году – 105 тыс. чел., 2024 году – 270 тыс. чел., а обучение по развитию компетенций цифровой экономики в рамках государственной системы персональных цифровых сертификатов 2019 г. – 5 тыс. чел., 2021 г. – 160 тыс. чел., 2024 г. – 1000 тыс. чел.

Будут созданы Центры ускоренной подготовки специалистов совместно с компаниями цифровой экономики к 2020 г. – 5 центров, 2021 г. – 15 центров, 2023 г. – 50 центров. До конца 2021 года 120 млрд. руб. частных инвестиций будут привлечены в проекты по разработке и коммерциализации продуктов и сервисов на базе «сквозных» цифровых технологий. До конца 2021 года получат грантовую поддержку 1350 коммерчески ориентированные научно-технические проекты в области «сквозных» цифровых технологий. К концу 2023 года планируется внедрить элементы модели «Цифровой университет» в государственных вузов до 100%. К концу 2024 г планируется обучить по программам высшего образования в сфере информационных технологий 120 тыс. человек, а 10 млн. человек пройдут обучение по онлайн программам развития цифровой грамотности.

Поскольку агропромышленный комплекс является базовым элементом экономики региона и развивается стремительными темпами, цифровизация АПК выбрана в качестве приоритетного направления стратегия развития Орловской области. Цифровизация АПК региона – это технологический стержень стратегии социально- экономического развития сельского хозяйства Орловской области. Орловская область вошла в число пилотных регионов по направлению «Цифровизация сельского хозяйства» это предполагает внедрение платформенных решений и цифровых технологий в органах управления субъектов агробизнеса, а также подготовку молодых специалистов на базе Орловского ГАУ. Орловский аграрный университет играет ведущую роль в научно-образовательном сопровождении цифровой трансформации агропромышленного комплекса региона. Орловский ГАУ посредством внедрения цифровых инноваций в образовательную среду формирует новый уровень подготовки молодых специалистов для АПК.

Задачи аграрного вуза выстраивают траектории цифровой трансформации при подготовке кадров для агропромышленного комплекса:

— внедрение образовательных программ по цифровизации сельского хозяйства направленных на обучение и переобучение, современную грамотность молодых специалистов способствующих формированию компетенций кадров для сельского хозяйства, как отрасли цифровой экономики;

— получение обучающимися и молодыми специалистами цифровых компетенций;

— внедрение цифровых инструментов и умное отраслевое планирование, принятие агрорешений и профессиональное агроконсультирование;

— направление обучающихся и молодых специалистов на инновационных практико-ориентированных предприятия для обучения и прохождения стажировок для отработки знаний и технологий применения цифровых компетенций (управление сельскохозяйственной техникой, повышение энергоэффективности, применения данных телеметрического контроля, применение технологий цифрового анализа и внедрения, создание матриц цифровых решений способствующих развитию сельскохозяйственного производства);

— создание организационной и технологической основ дистанционного обучения, подготовки и переподготовки кадров с доступом к передовым цифровым технологиям в области сельского хозяйства и системы научного консультирования.

Все занятые специалисты АПК региона пройдут обучение по применению цифровых технологий на базе ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина». Это позволит сельхозтоваропроизводителям оценивать свои возможности по кадровой потребности, получать консолидированную информацию в сфере цифрового сельского хозяйства и применить на практике новые знания и апробировать наработки.

Первоочередной задачей, которую предстоит решать аграрным вузам, является определение потребности в специальностях на рынке труда, которую можно определить посредством статистических данных по разнице спроса и предложения. Проведение интервью, анкетирование руководителей различных уровней и сельхозпредприятий, глав и специалистов муниципальных и поселковых управлений, глав К(Ф)Х, кооперативов также способно обеспечить достоверной информацией о потребности АПК в специалистах.

Многие сельскохозяйственные вузы уже используют цифровые технологии в своей работе. Развиваются онлайн-сервисы в области сельскохозяйственного консультирования и дополнительного аграрного образования. Но сейчас эта деятельность не достаточна скоординирована, ведется без единых стандартов. Качество многих онлайн-курсов оставляет желать лучшего. Наблюдается острый дефицит кадров в области цифрового сельского хозяйства. Внедрение цифровых технологий в АПК повысит качество и уровень управленческих решений, открытость ведения сельскохозяйственного производства, а также выявить существенные резервы роста сельского хозяйства. Цифровые технологии сельского хозяйства является драйвером развития и ключевым фактором повышения конкурентоспособности отрасли в условиях цифровизации мировой и национальной экономики базирующихся на использовании IT-технологий. Текущий уровень цифровизации АПК показывает острый недостаток количества IT-специалистов.

Сельское хозяйство традиционно считается драйвером экономики с приходом цифровизации оно начинает претерпевать сильные изменения с постановкой новых задач перед аграрным образованием с применением ИТ инструментов обучения: дистанционные школы и университеты, индивидуальные стимуляторы, онлайн-курсы, игровые-онлайн-миры, индивидуальные траектории обучения, игровые среды-онлайн и в дополнительной реальности, электронные наставники. Формируются надпрофессиональные навыки и умения: межотраслевая коммуникация, управление проектами, бережливое производство, работа в условиях неопределенности, клиентоориентированность, робототехника, искусственный интеллект, программирование, цифровое проектирования и подготовка производства, развитие человеко-машинных интерфейсов.

В современных условиях цифровизации сельского хозяйства особую важность приобретают профессии будущего: системный биотехнолог, ГМО-агроном, архитектор живых систем, урбанист-эколог, сити-фермер, ИТ-генетик, защитник прав потребителей электроэнергии, энергоаудитор, разработчик систем энергопотребления, системный инженер интеллектуальных энергосетей, наладчик энергосетей для распределенной энергетики, проектировщик «умной среды», проектировщик инфраструктуры и «умного дома», парковый эколог, специалист по преодолению системных экологических катастроф, агроном-биотехнолог, генный инженер.

Цифровые компетенции необходимы во всех субъектах агробизнеса, важно то, что с приходом цифровых технологий начинает меняться структура рабочих задач для специалистов в аграрной сфере.

1.6 Выводы по Главе 1

1. Рассмотрены основные понятия и правовые положения, используемые в сфере цифровой среды; раскрыта суть сквозных технологий, вошедших в рамки государственное программы «Цифровая экономика Российской Федерации».

2. Дан обзор ключевых цифровых новаций, применяемых в сельскохохяйственной отрасли передовых стран мира и специфические нацональные особенности, мотивирующие широкое внедрение цифровой трансформации отечественного аграрного производства.

3. Выполнен анализ результатов и перспектив цифровой трансформации сельского хозяйства Орловской области. На основании проведенного социологического исследования предложена классификация муниципальных районов по уровню оснащенности сельскохозяйственной техникой, оборудованной системами ГЛОНАСС/GPS, а также обоснован региональный рейтинг востребованности цифровых инноваций. Обнаружена необходимость повышения квалификации специалистов производства Орловской области в сфере цифровизации сельского хозяйства.

5. Базой для обучения руководителей и специалистов хозяйств, отработки новых технологий, популяризации новой инициативы и подготовки кадров должен стать региональный центр компетенций в области цифрового сельского хозяйства, во взаимодействии с создаваемым на базе ФГБОУ ВО Орловский ГАУ экспериментальным цифровым опытным хозяйством.

6. Определены актуальность и цель предстоящего исследования, сформулированы основные задачи работы.

Глава 2. Оценка состояния и потенциала вузов Минсельхоза России, как участников реализации цифровой трансформации сельского хозяйства

2.1 Краткая характеристика высших учебных заведений Минсельхоза России

Развитие цифрового сельского хозяйства в России невозможно без соответствующей кадровой подпитки. По нашему мнению, особенностью формирования и развития кадрового потенциала в сельском хозяйстве является необходимость работы в сельской местности, доступность аграрного специализированного образования в регионе, удовлетворительные социальные условия, особенно — для молодых специалистов. Поэтому, зачастую, кадровый потенциал сельского хозяйства формируют сельские жители, а в условиях цифровой трансформации сельскохозяйственного производства, должны формировать выпускники аграрных вузов. Однако, повышенный спрос на квалифицированных работников сельском хозяйстве, внедрение технологических инноваций, высокий уровень заработной платы может мотивировать и городских жителей на трудоустройство в аграрные предприятия. В этой связи одним из ключевых элементов формирования кадрового потенциала сельского хозяйства в условиях цифровизации аграрного производства являются высшие учебные заведения Минсельхоза России, как специализированные вузы, готовящие инновационно-ориентированные кадры.

По данным 2019 года, Минсельхоз России осуществляет координацию деятельности 54 вузов (табл. 2.1), в которых проходят обучение более 300 тыс. студентов. На базе аграрных вузов действует 7 федеральных центров прогнозирования и мониторинга научно-технологического развития АПК: рыбохозяйственный комплекс, включая промысел, аквакультуру и переработку водных биоресурсов (Дагестанский ГАУ), точного сельского хозяйства, автоматизации и роботизации (Кубанский ГАУ), переработки сельскохозяйственного сырья в пищевую, кормовую и иную продукцию (Саратовский ГАУ), мелиорации, восстановления земельных ресурсов, эффективного и безопасного использования удобрений и агрохимикатов (Белгородский ГАУ), растениеводства, включая семеноводство и органическое земледелие (Новосибирский ГАУ), платформенные биотехнологии для агропромышленного комплекса (РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева), животноводства, включая ветеринарию и племенное дело (Ставропольский ГАУ) [89].

Если рассматривать аграрные вузы в контексте готовности их к формированию профессиональных компетенций в области цифрового сельскохозяйственного производства можно отметить особенности стратегических ориентиров развития, материально-технической базы, реализуемых программ подготовки, наличия объектов научной инфраструктуры, наличия собственной базы для практической подготовки обучающихся [97].

Анализ Стратегий развития аграрных вузов показал, что формирование компетенций в области цифрового сельского хозяйства является приоритетным направлением как с точки зрения совершенствования образовательного процесса, так и формирования тематики и инфраструктуры для научных исследований научно-педагогических работников и обучающихся.

Таблица 2.1. Аграрные вузы России

	Алтайский ГАУ http://www.asau.ru		Башкирский ГАУ http://www.bsau.ru
	Белгородский ГАУ http://bsaa.edu.ru		Брянский ГАУ http://www.bgsha.com
	Бурятская ГСХА http://www.bgsha.ru/		Великолукская ГСХА http://www.vgsa.ru
	Волгоградский ГАУ http://www.volgau.com		Вологодская ГМХА (ВГМХА им. Н.В. Верещагина) http://molochnoe.ru
	Воронежский ГАУ http://www.vsau.ru		Вятская ГСХА http://www.vgsha.info
	Горский ГАУ http://gorskigau.com		ГУЗ http://www.guz.ru
	Дагестанский ГАУ имени М.М. Джамбулатова http://даггау.рф		Дальневосточный ГАУ http://www.dalgau.ru
	Донской ГАУ http://www.dongau.ru		Ивановская ГСХА http://www.ivgsha.ru
	Ижевская ГСХА http://www.izhgsha.ru		Иркутский ГАУ http://www.igsha.ru
	КБГАУ http://www.kbgau.ru		Казанская ГАВМ http://www.ksavm.senet.ru

Продолжение табл. 2.1

	Казанский ГАУ http://www.kazgau.ru		Кузбасская ГСХА http://www.ksai.ru
	Костромская ГСХА http://kgsxa.ru		Красноярский ГАУ http://www.kgau.ru
	Кубанский государственный аграрный университет http://kubsau.ru		Курганская ГСХА http://www.ksaa.zaural.ru
	Курская ГСХА http://www.kgsha.ru		Мичуринский ГАУ http://www.mgau.ru
	Московская ГАВМ и Б http://www.mgavm.ru		Нижегородская ГСХА http://nnsaa.ru/
	Новосибирский ГАУ http://nsau.edu.ru		Омский ГАУ http://www.omgau.ru
	Оренбургский ГАУ http://orensau.ru		ФГБОУ ВО Орловский ГАУ http://www.orelsau.ru
	Пензенский ГАУ http://pgsha.penza.net		ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ http://pgsha.ru
	Приморская ГСХА http://primacad.ru/		РГАЗУ http://www.rgazu.ru
	РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева http://www.timacad.ru		Рязанский ГАТУ http://rgatu.ru/
	Самарский ГАУ http://www.ssaa.ru		Санкт-Петербургская ГАВМ http://spbgavm.ru
	Санкт-Петербургский ГАУ http://spbgau.ru		Саратовский ГАУ http://www.sgau.ru

Продолжение табл. 2.1

	Смоленская ГСХА http://www.sgsha.ru		Ставропольский ГАУ http://www.stgau.ru
	Тверская ГСХА http://tvgsha.ru		ГАУСЗ http://www.tsaa.ru
	Ульяновский ГАУ http://www.ulsau.ru		Южно-Уральский ГАУ http://юургау.рф
	Уральский ГАУ http://www.urgau.ru		Чувашская ГСХА http://чгсха.рф
	Якутская ГСХА http://www.ysaa.ru		Ярославская ГСХА http://www.yaragrovuz.ru

Так, например, ФГБОУ ВО Алтайский государственный аграрный университет в пункте 1.2 Совершенствование структуры образовательных программ [90] указывает, что «открытие магистерских программ в инновационных областях (точное земледелие, роботизация производства в АПК…) является одной из приоритетных задач. На агрономическом факультете функционирует Центр электронного картографирования, на экономическом факультете базу для понимания обучающимися всех факультетов азов цифровых технологий закладывает кафедра экономики, анализа и информационных технологий. В сельском хозяйстве отраслевым стандартом становится использование систем геопозиционирования, комплексного управления парком техники, точного земледелия, автоматизация процессов в комбикормовом производстве. Непосредственное проведение научных исследований в области цифровизации сельского хозяйства осуществляют ряд инновационных и исследовательских структур. Это «Центр инновационных агротехнологий и почвенно-агрохимических исследований», «Центр агроинженерных исследований», «Центр зооветеринарных исследований и оценки качества продукции животноводства», в рамках которых функционируют специализированные лаборатории непосредственно занимающиеся проблемами цифрового сельского хозяйства: Научно-исследовательская лаборатория дистанционного зондирования Земли; Отраслевая научно-исследовательская лаборатория новой техники и технологий; Лаборатория точного земледелия; Лаборатория «Микроклимат животноводческих помещений» [91].

В Алтайском институте повышения квалификации агропромышленного комплекса помимо программ, косвенно освещающих вопросы цифровых технологий в сельском хозяйстве, функционируют программы повышения квалификации, напрямую связанные с реализацией потенциала цифровых технологий. Среди них — «Применение технологии no-tile», «Оформление электронных ветеринарных сопроводительных документов в ФГИС “Меркурий. Хозяйствующий субъект”», «Организация сбалансированного кормления КРС с применением АС “Корм Оптима Эксперт”», «Применение АРМ “СЕЛЭКС. Молочный скот”», открыт Учебно-консультационный центр Алтайского кластера аграрного машиностроения им. А.А. Ежевского и центр точного земледелия (рис. 2.1) и другие [93].

Образовательный процесс в области непосредственно цифрового сельского хозяйства в ФГБОУ ВО «Башкирский государственный аграрный университет» реализуется на кафедрах «Информатики и информационных технологий», «Почвоведения, агрохимии и точного земледелия» и других [94]. В рамках программ ДПО можно выделить: «Применение информационных технологий в управлении животновдством и селекционно-племенной работе — ИАС “СЕЛЕК- Молочный скот”», «Автоматизированные системы управления технологическими процессами в системах энергоснабжения предприятий. Программирование логических контроллеров ОВЕН, SIEMENS» и ряд других. Сегодня в университете имеется мощная научно-исследовательская база для современных цифровых разработок. Особый интерес представляют фрагменты разработки по системе точного земледелия – системе, которая сейчас определяет эффективность сельского хозяйства, в целом (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 – Ректор ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ И. Габитов демонстрирует разработки университета в сфере точного земледелия [95]

Рисунок 2.1 — В центре точного земледелия Алтайского ГАУ студенты осваивают агронавигатор [92]

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина» также сформировал комплекс образовательных программ, направленных на подготовку кадров в условиях цифровизации АПК. Можно выделить программы ДПО «Сельское хозяйство: технические системы в агробизнесе», «Прикладная информатика в экономике и управлении», «Эффективное использование технических средств в инновационных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур», «Разработка и внедрение системы менеджмента безопасности пищевой продукции (ХАССП) для общественного питания», «Использование интернет-ресурсов, включая социальные сети, в целях рекламы и реализации продукции, производимой КФХ, ЛПХ, индивидуальными предпринимателями Белгородской области», «Перспективы развития молочного животноводства на промышленной основе с учетом автоматизации и роботизации производственных процессов» и ряд других. Важно также отметить наличие и эффективное использования для образовательных и научных целей производственные мощности, теплицы, Агротехнопарка с лабораториями, ведущими исследовательскую деятельность, в том числе, по вопросам цифровых технологий. В качестве ключевых направлений научных изысканий учёных вуза выделяются: информационные технологии и новые аппаратные комплексы в сельском хозяйстве; разработка и внедрение новых технологий в земледелии [96]. Также следует обратить внимание на созданный в университете Центр цифровых технологий и робототехники, включающий лаборатории цифровых технологий, робототехники и информатизации в АПК. Центр технической поддержки инженерного образования и цифровых технологий инженерного факультета обеспечивает научно-практическую деятельность на опытных производствах университета. Многофункциональный Центр дистанционного управления образовательными ресурсами, благодаря электронной диспетчерской, позволяет координировать как аудиторный учебный процесс, так и выездные практики студентов (рис. 2.3).

ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» обладает высоким потенциалом для практического освоения цифровых технологий обучающимися. В первую очередь данные возможности сформированы на базе учебно-опытного хозяйства «Кокино», которое является структурным подразделением вуза. Одним из ключевых направлений научной работы в Брянском ГАУ является «Совершенствование информационных технологий (ГИС технологии) и информационно-консультационной службы (ИКС) в АПК» [98]. В рамках программ ДПО можно выделить программы повышения квалификации «Инновационные технологии в растениеводстве» и «Инновационные технологии в животноводстве».

В ФГБОУ ВО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Р. Филиппова» базовые компетенции в области цифрового сельского хозяйства формируются у обучающихся на кафедрах «Информатики и информационных технологий в экономике» и «Механизация сельскохозяйственных процессов». Одними из ключевых направлений научных исследований в академии выделены: «Агроэкологическое зонирование земель сельскохозяйственного назначения, анализ природно-климатических условий Байкальского региона, мониторинг взаимодействия человека в системе биота-среда, комплексная оценка, учет земель и иной недвижимости на основе использования данных дистанционного зондирования Земли» и «Инженерно-техническая и технологическая модернизация, инновационное развитие системы АПК республики Бурятия».

Рисунок 2.3 – Презентация возможностей Многофункционального Центра дистанционного управления образовательными ресурсами Белгородского ГАУ

Базой для практического освоения современных технологий в растениеводстве в ФГБОУ ВО «Великолукская государственная сельскохозяйственная академия» является учебно-опытное поле ВГСХА. Учебное хозяйство расположено на территории поселка Майкино и деревни Сергиева Слобода, площадь которого 35,6 га. В рамках ДПО в академии ведутся курсы по компьютерной программе АРМ «Селэкс», которая позволяет в цифровом виде вести селекционную и племенную работу.

В ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» основы цифрового сельского хозяйства раскрываются в программах повышения квалификации «Ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур в современных условиях», «Актуальные вопросы документоведения в условиях организации (учреждения)» [99]. на учебно-опытном поле академии: Практическая подготовка и научная работа в области цифровизации сельского хозяйства в вузе осуществляется на базе хозяйств-лидеров.

Производственная база ФГБОУ ВО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина» включает:

— опытное поле;

— дендрологический сад;

— учебно-опытное лесничество;

— учебный полигон и парк тракторов и сельскохозяйственных машин;

— поля учебного хозяйства ГУ СП ВГМХА «Молочное»;

— учебные фермерские хозяйства.

Данная материальная база позволяет вузу вести эффективную подготовку обучающихся в области цифровизации аграрного производства. На учебно-опытном поле академии студенты работают на технике, оснащенной системой параллельного вождения НК «Агронавигатор плюс», а также системой спутникового мониторинга транспорта «АвтоГРАФ» (рис. 2.4). При помощи ГИС-технологии все рабочие участки, на которых производятся механизированные работы, могут быть преобразованы в электронные карты полей, на которые можно наложить все необходимые слои: какие работы проводились, какие урожайности на этих участках, какие культуры возделываются, какие удобрения необходимы почве [100].

Техническая сторона цифровых технологий в сельском хозяйстве рассматривается в рамках магистерской программы Профиль «Технические системы в агробизнесе» которая направлена на системную подготовку магистров, способных к осуществлению технической и технологической модернизации сельскохозяйственного производства, машин и оборудования, средств автоматизации технологических процессов при производстве, хранении и переработке продукции растениеводства и животноводства [101].

Рисунок 2.4 – Программный продукт «АвтоГРАФ», используемый Вологодской государственной молочнохозяйственной академией

Современные технологии точного сельского хозяйства достаточно активно используются в образовательном процессе ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I». Они раскрываются как в основных образовательных программах, так и в рамках ДПО. В концепции развития ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, принятой на учёном совете 28.11.2018 г., одной из ключевых миссий вуза является обеспечение устойчивого развития агропромышленного комплекса и сельских территорий России высококвалифицированными, гармонично развитыми специалистами и инновациями в аграрной сфере. В разделе «Образовательный процесс» портала университета, одним из направлений развития обозначено обучение студентов навыкам практической работы, — в том числе, с применением инновационных средств и технологий аграрной сферы в процессе образования [102].

В рамках тематики научных исследований инженерного факультета ФГБОУ ВО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия» можно выделить прикладные темы в области цифровизации «Совершенствование технологических процессов и машин в животноводстве», «Физико-математическое моделирование процессов разделения зерновых материалов», «Совершенствование конструкций технических средств нового поколения на основе автоматизированного проектирования»; на экономическом факультете разрабатывается тема «Организационно-экономические аспекты управления предприятиями АПК и информационное обеспечение принятия управленческих решений с использованием экономико-математических методов и моделей» [103].

Одной из тем научных исследований ФГБОУ ВО «Горский государственный аграрный университет» является «Разработка и совершенствование технологии и средств механизации и автоматизации для отраслей АПК», которая непосредственно связана с тематикой цифровизации АПК [104]. Практическая подготовка обучающихся организована на базе учебно-опытного хозяйства, учебного коровника и тепличного комплекса.

Спецификой ФГБОУ ВО «Государственный университет по землеустройству» является его тематическая ориентация. Так основным научным направлением в области цифровых технологий являются вопросы кадастров, геолокации, создание электронных карт и т.д. Сегодня университет обладает современными программными комплексами по обработке материалов космической съёмки сельхозугодий, построению ортофотопланов, созданию цифровой и электронной топографической основы сельских территорий. Сразу в нескольких регионах России внедрены пилотные проекты, основанные на методах оценки и планирования урожайности сельскохозяйственных культур на основе многофакторного анализа геопространственной информации в разрезе полей севооборотов, с учетом их внутриполевой организации и разделения на отдельно обрабатываемые агротехнически и технологически однородные рабочие участки [105, 106]. В университете созданы самолёты-беспилотники — ГеоДрон XL, ГеоДрон L-3, а также мультикоптер ISPRS X4 (рис. 2.5).

В ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный аграрный университет имени М.М. Джамбулатова» пристальное внимание уделяют развитию цифровых технологий в сельском хозяйстве. Так, на инженерном факультете выделена отдельная кафедра – «Технических систем и цифрового бизнеса», на которой помимо научных изысканий по тематике цифровизации, ведётся по данному направлению образовательный процесс. Здесь же, в марте 2019 года, состоялось торжественное открытие первого в России учебного Центра технологии цифрового земледелия. Задачей данного Центра является подготовка специалистов, знакомых с передовыми цифровыми технологиями, которые будут востребованы на рынке труда, смогут наладить производство, отвечающего мировым стандартам [108].

Рисунок 2.5 – Разработки БПЛА государственного университета по землеустройству [107]

В рамках научной деятельности ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный аграрный университет» в качестве ключевого направления выделено научное обеспечение инновационной модернизации АПК Дальневосточного региона [109]. В университете создан и действует Центр информационных технологий, основной целью которого является проведение единой политики в области информатизации учебного процесса, научных исследований и системы управления вуза; разработка, внедрение и сопровождение в университете новых информационных технологий.

ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» формирует компетенции цифрового сельского хозяйства как в рамках основных образовательных программ подготовки, так и в рамках отдельных курсов ДПО, таких как «Автоматизация бизнес-процессов на основе современных информационных технологий», «WEB – технологии», «Информационно — коммуникационные технологии в учебной и научной деятельности» [110] и т.д. Примером практического результата научной деятельности университета стал проект молодого преподавателя А. Колосова, направленный развитие цифровых технологий и использовании их в различных сферах деятельности — образовании, сельском хозяйстве, социальной сфере, медицине, экологии и др. Предложенный проект направлен на создание и функционирование глобального информационного пространства по племенной работе, с целью повышения эффективности селекции и развития отечественных племенных ресурсов за счет внедрения современных математических моделей и методов на основе ДНК-технологий. В основе предлагаемой цифровой технологии лежит комплекс баз данных, математических моделей и алгоритмов, реализованных в виде компьютерных программ [111].

ФГБОУ ВО «Ивановская государственная сельскохозяйственная академия имени Д.К. Беляева» формирует компетенции обучающихся силами 3-х факультетов: инженерного, агротехнологий и бизнеса и факультета ветеринарной медицины и биотехнологий в животноводстве [112]. В рамках ДПО следует выделить следующие программы, непосредственно связанные с цифровыми технологиями в сельском хозяйстве: «Управление отраслью молочное скотоводство в сельскохозяйственных предприятиях с использованием информационно-аналитической системы “СЕЛЭКС” (Повышение квалификации)», «1С:Предприятие (Бухгалтерия, Зарплата и управление персоналом) (Повышение квалификации)».

В ФГБОУ ВО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» для преподавания основ цифровых технологий создана кафедра экономической кибернетики и информационных технологий [113]. В рамках ДПО реализуется программа повышения квалификации «Оптимизация обработки данных первичного учёта и селекционно-племенной работы с использованием информационно-аналитической системы «Селэкс молочный скот».

Одной из особенностей подготовки обучающихся в ФГБОУ ВО «Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского» по вопросам цифровых технологий в АПК является реализация основной профессиональной образовательной программы, уровня бакалавриата 09.03.03 Прикладная информатика (в АПК). Данное направление редко встречается в списке реализуемых ОПОП аграрных вузов. Вопросы цифровизации сельского хозяйства, с точки зрения научных исследований довольно подробно обсуждаются в вузе. Так 8-10 октября 2019 года состоялась Международная научно-практическая конференция «Цифровые технологии и системы в сельском хозяйстве». На Втором Байкальском международном салоне образования Иркутским ГАУ представлены цифровые мастер-классы, вызвавшие высокий интерес среди посетителей (рис. 2.6): «Робототехника в сельском хозяйстве как драйвер технологического развития», «Букет на флористической губке как новое направление в современной флористике», «Графические элементы в Ландшафтном дизайне», «Работа с геодезическим оборудованием как элемент подготовки будущих профессионалов», «Симулятор вождения автомобиля» [114].

Рисунок 2.6 – Иркутский ГАУ: презентация мастер-класса «Симулятор вождения автомобиля» [114]

На агрономическом факультете ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет», в рамках освоения цифровых технологий в растениеводстве функционирует лаборатория «ГИС-технологии». Базовые знания по цифровым технологиям в АПК формируются учёными кафедры высшей математики и информатики экономического факультета.

В силу своей специализации на ветеринарных исследованиях ФГБОУ ВО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана» [115] обладает рядом особенностей в области формирования компетенций цифрового сельского хозяйства. Базовые знания в области цифровизации формируются у обучающихся на кафедре «Экономики, организации, менеджмента и информационных технологий». Подавляющая доля научных исследований посвящены вопросам развития животноводства, ветеринарии, кормопроизводства.

ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет» является крупным научно-образовательным центром, где в рамках реализации основных профессиональных образовательных программ используются потенциал для освоения цифровых технических решений в сельском хозяйстве функционирующих Учебно-демонстрационного центра, Учебно-производственного центра. Основными направлениями научных исследований кафедры Экономики и информационных технологий являются обоснование оптимальных параметров сельскохозяйственных предприятий, создание автоматизированных систем управления предприятием. Научно-исследовательская работа кафедры экономики и информационных технологий ведется по следующим направлениям: разработка методик и программ решения задач автоматизации обработки экономической информации сельскохозяйственных предприятий, обоснование стратегии формирование территориальных систем в условиях модернизации экономики [116].

Одной из инициативных тем научно-исследовательской работы ФГБОУ ВО «Кузбасская государственная сельскохозяйственная академия» — «Определение потребностей агропромышленного комплекса в обеспечении трудовыми ресурсами, в условиях формирования цифровой экономики. Проработка и обоснование мероприятий по формированию кадрового состава». В результате проведения научных исследований планируется разработка мероприятий по обеспечению трудовыми ресурсами отраслей АПК в условиях цифровизации экономики. В 2019 году, в рамках Кузбасского агропромышленного форума состоялось торжественное открытие Центра компетенции в области цифрового сельского хозяйства, при университете. По словам врио ректора Кемеровского ГСХИ Е.А. Ижмулкиной, учебная аудитория оснащена самыми современными мощными компьютерами, подключенными к системам «ЦПС: Агроуправление» с базами данных АгроНТИ и информационным системам Аналитического центра Минсельхоза России. В настоящее время в регионе разрабатывается региональный проект «Цифровое сельское хозяйство Кемеровской области». Он подразумевает поэтапное внедрение цифровых технологий и платформенных решений в органах управления агропромышленным комплексом, на предприятиях сельского хозяйства, а также подготовку специалистов для цифрового сельского хозяйства. Также будет проведена инвентаризация земель сельскохозяйственного назначения, оценка полноты их учета в Росреестре и выявлены неиспользуемые земли [117].

Тематика научных исследований ФГБОУ ВО «Костромская государственная сельскохозяйственная академия» включает в себя проекты «Разработка и освоение зональных интенсивных ресурсосберегающих технологии возделывания, уборки и первичной обработки льна-долгунца и зерновых культур в Российской Федерации на основе создания и применения новых комплексно-устойчивых высококачественных сортов, новейших средств механизации и автоматизации», «Совершенствование технологических процессов и средств механизации в животноводстве и растениеводстве», «Информационное обеспечение агропромышленного комплекса Центрального района Российской Федерации», «Автоматизация технологических процессов», «Разработка и исследование технических средств электрификации и автоматизации технологических процессов с.х. производства» [118]. Данная тематика достаточно полно раскрывает вопросы и тенденции цифрового развития сельского хозяйства региона.

Базовые знания в области цифровизации сельского хозяйства ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет» формируются кафедрой «Информационные технологии и математическое обеспечение информационных систем». В вузе реализуются программы ДПО направленные на освоение обучающимися цифровых технологий «Использование информационно – коммуникационных технологий», «Логистические технологии в управлении предприятиями».

Ключевым элементом изучения тенденций цифрового развития сельского хозяйства в ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет» является созданный в вузе «Центр прогнозирования и мониторинга научно-технологического развития АПК в области точного сельского хозяйства, автоматизации и роботизации» (рис. 2.7). В рамках государственного задания Минсельхоза России создан Центр прогнозирования и мониторинга научно-технологического развития АПК: технологии точного сельского хозяйства, включая автоматизацию и роботизацию. Целью функционирования Центра является создание системы мониторинга и прогнозирования научно-технологического развития АПК и инновационной деятельности в соответствующей профилю Центра тематической области (технологии точного сельского хозяйства, включая автоматизацию и роботизацию) и содействие подготовке информационных, аналитических и прогнозных материалов для целей научно-технологического развития АПК Российской Федерации [119]. В рамках работы данного центра были собраны эксперты по тематике технологий точного земледелия, цифровизации АПК. Сотрудниками вуза, на основе проводимых центром разработок опубликовано значительное количество трудов по тематике цифровизации сельского хозяйства прикладного и аналитического характера. Среди них: Результаты анкетирования по направлению ведомственного проекта «Цифровое сельское хозяйство» [120], Мониторинг и прогнозирование в области цифрового сельского хозяйства по итогам 2018 г. [121], Разработка программного обеспечения для обработки снимков, полученных с беспилотных летательных аппаратов [122], Использование элементов точного сельского хозяйства в России [123] и многие другие. С использованием приобретенных технологий и собственных разработок, в университете реализуются курсы повышения квалификации в области цифровой трансформации сельского хозяйства; в учебно-опытном хозяйстве выполняются определение границ полей с использованием спутниковых систем навигации, локальный отбор проб почвы в системе координат, параллельное вождение агрегатов, спутниковый мониторинг транспортных средств, дифференцированные технологии внесения ХСЗР и удобрений, дистанционное зондирование, составление цифровых карт урожайности и электропроводности почвы и другие элементы цифровизации сельскохозяйственного производства.

Рисунок 2.7 – В Центре прогнозирования и мониторинга научно-технологического развития АПК в области точного сельского хозяйства, автоматизации и роботизации Кубанского ГАУ [124]

В ФГБОУ ВО «Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева» сформировались и ведут научную деятельность 14 научных школ, 3 из которых непосредственно связаны с цифровыми технологиями в сельском хозяйстве: «Совершенствование технологий и технических средств», «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», «Проблемы интенсификации АПК» [125]. Академия располагает научной базой, необходимой для выполнения исследований по различным научным направлениям. Для проведения агрономических научных исследований в академии имеется: опытное поле площадью 188 га, овощной участок – 5 га, коллекционно-опытные участки по ботанике, растениеводству, селекции и семеноводству – 1 га, а также лаборатория диагностики болезней и вредителей растений, лаборатория агрохимии и почвоведения; на факультете биотехнологии функционирует виварий, сформированы модельные стада по 10…20 голов высокопродуктивных коров, овец, свиней, лошадей, кроликов, птицы; на инженерном факультете – учебный класс, оснащенный оборудованием и учебными материалами для изучения современной сельхозтехники, демонстрационная площадка с сельскохозяйственной техникой «Ростсельмаш». В состав научно-исследовательского института «Изучение проблем АПК» входят четыре научно-исследовательских лаборатории: лаборатория ресурсосберегающих технологий в животноводстве; лаборатория ресурсосберегающих технологий в растениеводстве; лаборатория фундаментальных исследований аграрной экономики (лаборатория инженерно-технического обеспечения АПК, а также селекционно-семеноводческий центр картофелеводства «ИнноваАгро». В состав центра «ИнноваАгро» входят лаборатория клонального микроразмножения растений и ПЦР-лаборатория.

В ФГБОУ ВО «Курская государственная сельскохозяйственная академия им. И.И. Иванова» реализуются программы, непосредственно связанные с реализацией потенциала цифровых технологий ДПО «Ресурсосберегающие технологии в растениеводстве», «Правовое и информационное обеспечение деятельности», «Инженерно- техническое обеспечение интенсивных ресурсосберегающих технологий в современных условиях АПК», «Особенности бухгалтерского учета с применением программного продукта 1С: Бухгалтерия 8.0».

При ФГБОУ ВО «Мичуринский государственный аграрный университет» функционирует лаборатория точного земледелия. Стержнем технологии прецизионного земледелия являются геоинформационные системы, позволяющие снимать, накапливать и обрабатывать информацию. Техника, применяемая для точного земледелия, оснащается мощными компьютерами, системами глобальной системы позиционирования (GPS), бортовыми датчиками и другими автоматическими устройствами. Главная задача лаборатории заключается в проведении исследований в области точного земледелия с целью оптимизации экономических и энергетических затрат в растениеводстве. К приоритетным направлениям деятельности подразделения следует отнести обучение бакалавров, магистрантов, аспирантов, а также повышение квалификации профессорско-преподавательского состава университета. В настоящее время в распоряжении сотрудников лаборатории имеется современная модель квадрокоптера — беспилотного летательного аппарата, управление которым осуществляется дистанционно с помощью соответствующей программы на планшете. Дрон оснащен современной камерой, позволяющей создавать качественное аэрофото-, видеоизображение и тепловизором, с помощью которого возможно вести наблюдение за распределением температуры практически любой исследуемой поверхности (почвы, теплотрассы, линии электропередач и прочее) [126]. В качестве собственных разработок, университет презентует пять проектов: «Умный сад», «Цифровые системы для агрофотоники», «Умное сельское хозяйство», «Оценка состояния плодового сада при помощи дрона», «Комплекс виртуальной реальности по селекции яблони» (рис. 2.8).

ФГБОУ ВО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии – МВА имени К.И. Скрябина» [128] специализируется на обучении компетенциям по обслуживанию животных: ветеринария, зоотехния, кинология, биология, биотехнология, продукты питания из растительного сырья, продукты питания животного происхождения, Ветеринарно-санитарная экспертиза, товароведение. При этом элементы цифровых технологий раскрываются внутри основных профессиональных образовательных программ в качестве инструментальных методов.

Рисунок 2.8 — Министр образования и науки Ольга Васильева высоко оценила комплекс виртуальной реальности по селекции яблони Мичуринского ГАУ [127]

В ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия» функционирует Центр цифрового развития и отраслевых проектов [129]. Актуальным направлением деятельности центра является координация усилий структурных подразделений Нижегородской ГСХА, направленных на цифровое развитие агропромышленного комплекса региона.

В ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный аграрный университет» функционирует Отраслевой центр прогнозирования и мониторинга научно-технологического развития АПК, основная цель деятельности которого – создание отраслевой системы мониторинга и прогнозирования научно-технологического развития агропромышленного комплекса и инновационной деятельности в соответствующей профилю отраслевого центра тематической области (растениеводство, включая семеноводство и органическое земледелие) и содействие подготовке информационных, аналитических и прогнозных материалов для целей научно-технологического развития АПК Российской Федерации [130].

ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина» располагает Учебно-опытным хозяйством, которое служит базой для выполнения учебно-научного и производственного плана практической подготовки обучающихся и проведения научно-исследовательской работы университета [131]. Также в рамках ДПО реализуется программа «Электронная сертификация поднадзорных государственному ветеринарному надзору грузов в автоматизированной информационной системе «Меркурий».

ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет» в рамках основных профессиональный образовательных программ реализует, помимо традиционных для аграрных вузов, ряд узконаправленных на цифровые технологии, такие как 09.03.01 Информатика и вычислительная техника, 10.03.01 Информационная безопасность, 21.03.02 Землеустройство и кадастры, 10.05.03 Информационная безопасность автоматизированных систем, в том числе аспирантура 09.02.04 Информационные системы (по отраслям). Данные компетенции далеко не каждый аграрный вуз может формировать у своих студентов. В этой связи в вузе сформирован по данным направления особый научный и методический задел [132].

ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина» [133] реализует образовательный процесс и научную деятельность в области цифровизации на базе опытного хозяйства НОПЦ «Интеграция». Здесь новые цифровые технологии проходят практическую апробацию, а студены получают практические навыки, как в рамках основных профессиональных образовательных программ, так и в рамках программ дополнительного профессионального образования. Основой опытного цифрового экспериментального хозяйства является цифровая платформа, представляющая собой комплексную систему управления предприятием (рис. 2.9), разработанную на базе программной оболочки «Agro Network Technologies» (ANT). Система АНТ позволяет провести инвентаризацию и паспортизацию полей, контролировать соблюдения технологических карт, планировать сезоны с учётом истории севооборота и химического состояния почвы, планировать календарный план мероприятий на полях с учётом метеоусловий, проводить спутниковый мониторинг посевов, определять зоны неоднородности развития поля с дальнейшим их фитосанитарным обследованием, осуществлять мониторинг техники с оценкой качества выполнения работ.

Также в университете функционирует Центр компетенций по цифровому сельскому хозяйству. Цель проекта: разработка, апробирование и внедрение в Орловской области инновационных решений по созданию систем комплексного управления сельхозпредприятием с использованием полного спектра технологий перехода к цифровой экономике (искусственный интеллект, технологии идентификации, сквозные технологии и пр.), а также поиск перспективных технологий для повышения эффективности ведения хозяйства в агропредприятиях. Основные направления работы Центра компетенций:

— проведение опытных работ по цифровизации ведения хозяйства в научно-образовательном производственном центре (НОПЦ) «Интеграция»;

— внедрение в процессы управления сельскохозяйственными предприятиями области технологий «национальной технологической инициативы» — АгроНТИ;

— сравнительный анализ использования оперативных данных ДЗЗ, беспилотных летательных аппаратов и полевых исследований. Разработка на основе сравнительного анализа рекомендаций для различных категорий сельхозтоваропроизводителей;

Рисунок 2.9 — Основа цифровой платформы опытного хозяйства Орловского ГАУ – комплексная система управления предприятием (AgroNetworkTechnologies) [134, 135]

— подготовка и внедрение системы обучения и переподготовки профессиональных кадров для цифрового сельского хозяйства;

— подготовка ИТ-специалистов для агропредприятий по техническим, технологическим, экономическим направлениям.

В структуре ФГБОУ ВО «Пензенский государственный аграрный университет» пять факультетов (агрономический, технологический, инженерный, экономический, факультет среднего профессионального образования) и другие подразделения. Вуз формирует базовые компетенции в области точных технологий в сельском хозяйстве в рамках основных профессиональных, образовательных программ [136].

В ФГБОУ ВО «Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова» на факультете экономики и информационных технологий функционируют 2 специализированные кафедры: Информационных технологий и программной инженерии, Информационных систем и телекоммуникаци, которые в рамках научной и образовательной деятельности ведут направление цифровизации [137].

В ФГБОУ ВО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия» для апробации результатов исследований научную базу составляют: Учебно-научно-производственный комбинат, где Опытное поле является основным полигоном для проведения научных исследований в области агрономии, земледелия, почвоведения, агроэкологии. Именно там, на площади 280 га, закладываются опыты по проведению диссертационных и дипломных исследований, изучаются новые технологии возделывания сельскохозяйственных культур; Учебно-опытное лесное хозяйство «Дальневосточный» функционирует с 1960 года, однако в связи с реорганизацией, проводимой в лесном хозяйстве страны из-за изменения лесного законодательства, в 2007 году лесхоз был переведен в собственность Приморского края; Центр диагностики болезней животных является структурным подразделением Института животноводства и ветеринарной медицины, активно сотрудничает с международными организациями: WCS, WWF, Лондонским зоологическим обществом и др.. В Центре студенты и аспиранты проходят производственные практики и набираются опыта как специалисты. Специалисты Центра проводят судебно-ветеринарную экспертизу животных, вскрытия, оформляют и выдают заключения о состоянии как продуктивных, так и непродуктивных животных, а также проводят экспертизу домашних и экзотических животных; Учебно-научно-производственная пасека является структурным подразделением Института животноводства и ветеринарной медицины – это территория для прохождения практик студентов [138].

Специфика ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный заочный университет» заключается в том, что образовательный процесс реализуется только в заочной форме. Однако приоритетами вуза являются интеграция образования, науки и производства путем использования результатов научных исследований в учебном процессе и установления взаимовыгодных связей между образовательными, научными, опытно-производственными, научно-производственными, конструкторскими учреждениями, предприятиями, инновационными организациями как единой коллективной системы получения и использования новых научных знаний и технологий в образовании, экономике и социальной сфере [139]. Основные научные направления включают разработку высокоэффективных технологий в растениеводстве, животноводстве, механизации, электрификации, информатике, экологии сельскохозяйственного производства, совершенствование организации бухгалтерского учёта и финансовой отчётности и управления производством в период рыночных отношений.

ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет- МСХА имени К.А. Тимирязева» является одним из лидирующих аграрных вузов, в том числе по вопросам развития цифрового сельского хозяйства. Научные исследования, помимо кафедр, ведутся в научных подразделениях, оборудованных цифровым научным и производственным оборудованием [140]:

— Научно-исследовательская и проектно-учебная лаборатория транспортных средств сельскохозяйственного назначения;

— Лаборатория защиты растений;

— Учебно-опытная пасека;

— Лаборатория плодоводства;

— Информационно-аналитический центр регистра и кадастра;

— Испытательная лаборатория по качеству молока;

— Метеорологическая обсерватория имени В.А. Михельсона;

— Лаборатория агроэкологического мониторинга, моделирования и прогнозирования экосистем;

— Учебно-научный консультационный центр «Лесная опытная дача»;

— Учебно-научный консультационный центр «Спортивного газоноустройства и ландшафтного газоноведения»;

— Центр зерновых бобовых культур и производства растительного белка;

— Отдел новых технологий;

— Учебно-научный центр коллективного пользования — сервисная лаборатория комплексного анализа химических соединений;

— Центр молекулярной биотехнологии;

— Полевая опытная станция;

— Проблемная научно-исследовательская лаборатория по разработке теоретических основ управления водным, солевым и тепловым режимами на мелиорируемых землях;

— Учебно-научный консультационный центр «Агроэкология пестицидов и агрохимикатов»;

— Лаборатория генетики, селекции и биотехнологии овощных культур;

— Конноспортивный комплекс;

— Центр развития животноводства;

— Учебно-научно-производственный центр «Овощная опытная станция имени В.И. Эдельштейна»;

— Испытательный центр почвенно-экологических исследований;

— Центр гео- и гидроинформатики;

— Центр устойчивого развития сельских территорий (ЦУРСТ).

На опытном поле университета заложен стационарный полевой опыт общей площадью около 6 га, в котором демонстрируется две технологии возделывания сельскохозяйственных культур на примере картофеля, озимой пшеницы, ярового ячменя и однолетних трав — традиционная и система, основанная на принципах точного земледелия с применением GPS технологий (рис. 2.10). Ученые составляют карты биомассы и урожайности, на которых выделяют проблемные зоны, затем отбирают пробы почв и анализируют их в лаборатории.

В ФГБОУ ВО «Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева» базовые компетенции цифровых технологий преподаются на кафедре бизнес — информатики и прикладной математики, а далее уже развиваются в рамках изучаемом направлении подготовки на специализируемых кафедрах.

Рисунок 2.10 — Трактор на автопилоте на экспериментальном поле для отработки методов точного земледелия в РГАУ МСХА имени К.А. Тимирязева [141]

В списке основных направлений научных исследований и научных школ ФГБОУ ВО «Самарский государственный аграрный университет» можно выделить тему «Разработка научных основ управления и системы информационного обслуживания АПК региона в условиях развития рыночных отношений», как создающую элементы новых знаний механизма продвижения, в том числе, цифровых технологий. В вузе функционирует Агротехнопарк в составе которого производственные поля, общей площадью 550 тыс. га, опытное поле 100 га, целый спектр научных лабораторий, в число которых входит Научно-исследовательская лаборатория (НИЛ) «Агрокибернетика». Основными целями НИЛ «Агрокибернетика» являются:

— обеспечение развития единой научной работы и производственной деятельности с учебно-воспитательным процессом в Университете;

— обеспечение межвузовской и межрегиональной кооперации при разработке, исследовании и трансферте новых цифровых технологий в агропромышленный комплекс региона;

— постоянное развитие материально-технической базы и информационного обеспечения (посредством оснащения НИЛ «Агрокибернетика» новым лабораторным оборудованием и современными техническими средствами);

— расширение научно-исследовательской деятельности;

— обеспечение заказчиков достоверной информацией об эффективности предлагаемых цифровых решений [142].

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургская академия ветеринарной медицины» ведет образовательных процесс, используя современные инструментальные методы, в том числе и цифровые технологии, специфичные профилю вуза.

В рамках научных исследований ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» можно выделить тему, которая напрямую связана с технической стороной цифровизации производственных процессов — «Повышение эффективности, экологической безопасности и ресурсосбережения машиноиспользования в агропромышленном комплексе за счет совершенствования конструкции, мониторинга состояния и управления технологическими процессами, совершенствования конструкций и повышения износостойкости высоконагруженных рабочих поверхностей сельскохозяйственных машин и орудий» [143].

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» обладает обширной инновационной инфраструктурой, реализующей все передовые технологии, так в аграрном производстве, так и в научной сфере, в том числе и с использованием цифровых технологий [144]. Так, кафедра Землеустройство и кадастры активно использует новые технологии в деятельности созданной научно-исследовательской лаборатории «Кадастровые технологии и мониторинг земель», оснащенной необходимым техническим, геодезическим оборудованием и программным обеспечением для выполнения хоздоговорных работ, проведения научно-исследовательской работы преподавателей, аспирантов и студентов (рис. 2.11). Также, при кафедре организовано малое инновационное предприятие “Землеустроительные технологии”, в задачи которого входит выполнение полного комплекса топографо-геодезических, землеустроительных и иных работ, на основе применения современной электронной геодезической техники, программных и аппаратных средств. Цифровые технологии активно используются на опытных полях университета.

Рисунок 2.11 — Использование беспилотного летательного аппарата SuperCam — S250F на кафедре “Землеустройство и кадастры” ФГБОУ ВО Саратовского ГАУ [161]

В ФГБОУ ВО «Смоленская государственная сельскохозяйственная академия» вопросы цифровизации сельского хозяйства поставлены как одни из самых приоритетных. По словам ректора университета, у аграриев появилась возможность использовать новейшие технические достижения, позволяющие значительно повысить производительность труда, такие как беспилотные летательные аппараты, роботизированные теплицы и фермы, новейшая агротехника, снабженная GPS-навигаторами. С учетом активного внедрения новых технологий в АПК, отрасли требуются компетентные кадры. Перед академией стоит задача готовить специалистов, способных работать в высокотехнологичном интеллектуальном сельском хозяйстве [145].

ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет» сформировал обширную инновационную инфраструктуру. Структурные подразделения, ответственные за организацию научно-исследовательской и инновационной деятельности, призваны обеспечить интеграцию образования, науки и производства в рамках реализации инновационной модели образовательно-научно-производственного кластера для формирования эффективной системы подготовки кадров аграрного сектора экономики России. В представленном перечне представлены лишь те научные подразделения, которые используют в исследованиях цифровые технологии:

— Научно-инновационный учебный центр;

— Учебно-опытное хозяйство;

— Учебно-научно-технический центр «Проектирование и оптимизация механических систем и производственных процессов»;

— Учебно-научная лаборатория моделирования управленческих технологий;

— Учебно-научная лаборатория информационных и коммуникационных технологий;

— Проектно-учебная лаборатория организации и управления бизнес-процессами в АПК;

— Лаборатория агрохимического анализа;

— Лаборатория кадастра и землеустройства;

— Лаборатория мониторинга почв;

— Учебно-научная лаборатория экологического мониторинга;

— Лаборатория «Автоматика, электроника и метрология»;

— Студенческое конструкторское бюро «Спектр»;

— Учебно-научная лаборатория технологии возделывания полевых культур;

— Сертифицированный учебный центр финансово-аналитических программ Audit и Project Expert;

— Учебно-научная испытательная лаборатория;

— Мобильная лаборатория энергоаудита;

— Лаборатория «Энергоэффективные технологии теплопотребления и диспетчеризации» [146].

В мае 2019 года состоялось торжественное открытие Центра профессиональной подготовки, оснащенного оборудованием для 3D-прототипирования и моделирования. Центр призван создать условия для того, чтобы молодые инноваторы смогли реализовать здесь свои самые смелые проекты. Здесь они подучат доступ к современным технологиям и оборудованию цифрового производства для изготовления прототипов в сфере механизации сельского хозяйства (рис. 2.12). Высокий уровень технического обеспечения центра, оборудование которого позволяет не только обучать студентов современным технологиям прототипирования и реверс-инжиниринга, но и оказывать услуги малым инновационным компаниям и научно-исследовательским учреждениям.

В настоящее время, по заданию Министерства науки и высшего образования России, в Ставропольском ГАУ разрабатывается проект спутникового мониторинга земель сельскохозяйственного назначения [147]. Инновационная система пастбищного животноводства на основе применения цифровых аэрокосмических технологий и телеметрии – это ноу-хау развития отрасли животноводства в странах Евразийского экономического союза (ЕАЭС). Система позволит решить проблемы восстановления плодородия почв и пастбищ для животных. Авторы совместного проекта России и Казахстана рассчитали экономическую эффективность нового метода, разработали образцы дронов, беспилотников и другого оборудования инновационной системы ускоренного развития пастбищного животноводства. Спутниковые фотографии и снимки с беспилотников обеспечивают оперативное получение информации о составе и состоянии сельскохозяйственных культур, урожайности, болезнях и повреждениях посевов вредителями. Кроме того, с помощью этого оборудования можно проводить инвентаризацию земель, оценку биомассы кормовых трав и изучать динамику сельскохозяйственного использования земель.

Миссия, обозначенная ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия» — это предоставление высококачественных образовательных, консультационных и других услуг, посредством сочетания традиционных, инновационных и информационных технологий с целью утверждения академии как лидера аграрного образования Верхневолжья, на базе высококвалифицированного кадрового потенциала. Если проанализировать приоритетные темы научных исследований, заявленных вузом, то можно выделить ряд, непосредственно связанных с созданием и развитием цифровых технологий: Тема 5: Формирование высокопродуктивных посевов полевых культур и разработка инновационных технологий производства продукции растениеводства в условиях адаптивного земледелия и ресурсосбережения (код ГРНТИ 68.29.07; 68.35.31; 68.35.49); Тема 9: Повышение эффективности использования с.-х. животных и птицы в условиях Тверской области (код ГРНТИ 68.39.15; 68.39.19); Тема 12: Разработка инновационных технологическо-конструктивных мероприятий, обеспечивающих повышение эффективного применения технологических и транспортных машин и комплексов (код ГРНТИ 68.85.35); Тема 16: Разработка перспективных технологий и технических средств для сельскохозяйственных предприятий (код ГРНТИ 68.85.35; 68.85.39; 68.85.85) [148].

Рисунок 2.12 – В Центре профессиональной подготовки Ставропольского ГАУ [147]

В ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья» базовые знания по вопросам цифровизации обучающиеся получают на кафедре математики и информатики на следующих дисциплинах: экономическое моделирование в АПК, экономико-математические методы и моделирование, информационные технологии в биологии, основы математического моделирования, геоинформационные системы, географические и земельные информационные системы, информационные технологии, экономико-математические методы и модели в логистике, моделирование и оптимизация процессов, экономико-математические методы, математическое моделирование и проектирование, математическое моделирование и проектирование в садоводстве, математическое моделирование, компьютерные технологии в биологии, математические методы анализа результатов экспериментальных данных, информационные технологии и математические методы обработки информации в биологии [149].

Основу знаний в вопросах цифрового сельского хозяйства обучающимся ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный аграрный университет имени П.А Столыпина» закладываются на кафедре «Информатики». Преподавателями кафедры проводятся занятия по таким дисциплинам как «Информатика», «Информатика и современные информационные технологии», «Информатика с основами математической биостатистики», «Основы компьютерных технологий», «Информационные технологии», «Информационные системы в экономике», «Информационные технологии в профессиональной деятельности», «Математические модели ЭП», «Математические методы решения задач на ЭВМ», «Информационные ресурсы в менеджменте», «Базы данных». По указанным дисциплинам разработаны учебно-методические комплексы и методические пособия. Преподаватели кафедры осуществляют руководство курсовым проектированием (перечень тем курсовых работ) и консультируют дипломников других кафедр по направлениям «Экономико-математическое обоснование и оптимизация производства сельскохозяйственной продукции», «Моделирование экономических процессов в производстве сельскохозяйственной продукции и исследование их эффективности», «Использование информационных технологий в бухгалтерском учете и анализе хозяйственной деятельности сельскохозяйственных предприятий» [150].

В университете имеется опытное поле площадью 487 га. Как структурное подразделение вуза, здесь решаются не только задачи по разработке приёмов возделывания сельскохозяйственных культур с учётом местных природных и экономических условий региона, но и задачи, связанные с внедрением инновационных технологий и освоением профессиональных компетенций студентами в результате образовательного процесса. Внедрена система мониторинга объектов ГЛОНАССсофт «Агротехнология 2.0». Оборудование системы мониторинга установлено на все основные виды сельхозтехники опытного поля университета (рис. 2.13). Благодаря применению данной системы уже в уборочную 2019 года решаются следующие задачи:

— мониторинг сельскохозяйственных угодий (мониторинг границ полей, картирование урожайности и т.д.);

— мониторинг техники (автоматизированный сбор данных на основе ГЛОНАСС навигации, визуализация (треки) перемещений техники, оперативный учёт сельскохозяйственных работ);

— технологическое планирование и управление (технико-экономическое, оперативное планирование, учёт сельскохозяйственной продукции);

— финансовый учёт и анализ.

Рисунок 2.13 – Цифровизация опытного поля Ульяновского ГАУ [151]

Развитие образовательного процесса в области цифровых технологий в ФГБОУ ВО «Южно-уральский государственный аграрный университет» осуществляют следующие кафедры: «Агротехнологии, селекции и семеноводства», «Эксплуатация машинно-тракторного парка, и технология и механизация животноводства», Энергообеспечение и автоматизация технологических процессов».

Основными кафедрами, формирующими компетенции цифрового сельского хозяйства ФГБОУ ВО «Уральский государственный аграрный университет» являются кафедра математики и информационных технологий, кафедра электрооборудования и автоматизации технологических процессов [152].

С помощью беспилотного летательного аппарата землеустроители и специалисты научного отдела УрГАУ провели оцифровку опытных полей вуза (рис. 2.14). Стоит отметить, что это не первый опыт ученых Уральского ГАУ по теме применения беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве. Представители вуза разрабатывают БПЛА для опрыскивания растений для борьбы с болезнями и вредителями, что позволит обрабатывать деревья и всходы на новом качественном уровне – со всех сторон при заданной высоте, не повреждая при этом экоструктуру полей. Новую разработку будут испытывать на базовых кафедрах УрГАУ в Крыму уже в следующем году [152].

Основной комплекс работ был проведен летом 2017 года. В настоящее время на основе отснятых беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) данных ученые создали электронную карту местности и построили 3D модель.ФГБОУ ВО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия» организована подготовка обучающихся к работе с цифровым оборудованием на кафедрах механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства; математики, физики и информационных технологий.

Одним из приоритетов научной работы научно-педагогических работников ФГБОУ ВО «Якутская государственная сельскохозяйственная академия» является «Цифровизация агропромышленного комплекса. Региональный аспект». В силу специфики региона практически не ведутся исследования в области растениеводства, в тоже время уделено внимание ветеринарии, животноводству, в том числе традиционному.

Рисунок 2.14 – Оцифровка полей Уральского ГАУ, с помощью БПЛА [152]

В ФГБОУ ВО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия» функционирует научно-исследовательская лаборатория энергосберегающих технологий, целью деятельности которой является совершенствование, а также разработка и внедрение в производство новых экологически безопасных, энергосберегающих технологий производства продукции растениеводства, обеспечивающих эффективное ведение хозяйственной деятельности и направленных на развитие агропромышленного комплекса Ярославской области. Также в вузе функционирует Инновационный аграрный центр, функциями которого заявлены оказание информационной и консалтинговой поддержки исследователям и разработчикам при подготовке и реализации в Академии инновационных проектов, осуществлении трансфера технологий, инициировании и реализации бизнес-проектов; организация проведения научно-исследовательских работ и оказание консультационно-информационных услуг для широкого круга лиц в области растениеводства, кормопроизводства, зоотехнии, ветеринарии, агроинженерии, других сферах аграрного производства, переработки сельскохозяйственной продукции, внедрения в аграрное производство ресурсосберегающих технологий.

2.2 Опыт аграрных вузов в реализации задач отраслевой подпрограммы «Цифровое сельское хозяйство»

По данным Минсельхоза России [9], наша страна занимает 15-е место в мире по уровню цифровизации сельского хозяйства, а рынок информационно-компьютерных технологий в отрасли оценивается в 360 млрд. рублей. Решения для точного земледелия применяются только в 3% агрохозяйств России. Тогда как в США эта цифра достигает 60%, а в странах Евросоюза и еще выше — 80%[153].

Современный этап развития сельскохозяйственного производства и технологический уклад требует применения новых подходов к управлению продукционным процессом в сельскохозяйственном производстве с использованием цифровых и IT- технологий. Широкое внедрение в производство цифровых технологий даст возможность не только повысить производительность труда, но и снизить издержки на производство продукции. Причем, платформа цифрового сельского хозяйства должна быть интегрирована с платформами, предназначенными для работы в других секторах экономики, в том числе реализации продукции сельского хозяйства, его переработки и транспортировки к потребителю [154].

Современные технологии позволяют более быстро и качественно определить состояние посевов, провести их диагностику [155], а также провести диагностику полученной продукции [156, 157]. Цифровое сельское хозяйство на современном этапе имеет возможность к переходу на автоматизированные и роботизированные технологии получения продукции как в растениеводстве, так и в животноводстве [154, 158].

В 2007 году в рамках инновационного общеобразовательного проекта в РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева впервые в стране был создан научный Центр точного земледелия в составе Полевой опытной станции. В рамках четырехпольного плодосменного севооборота: викоовсяная смесь на корм — озимая пшеница с пожнивным посевом горчицы на сидерат – картофель – ячмень. Изучаются два фактора — технологи возделывания полевых культур (фактор А) и приемы основной обработки почвы (фактор В). Традиционная технология возделывания культур основана на использовании современной техники с соблюдением рекомендуемых параметров и нормативных показателей их выполнения. Технология точного земледелия основана на использовании спутниковой системы GPS, установленной на сельскохозяйственной технике. С ее помощью корректируется выполнение агроприемов.

К числу определяющих элементов технологии точного земледелия относится посев (посадка) сельскохозяйственных культур с использованием навигационного оборудования, т.е. автопилота (рис. 2.15). В исследованиях посевов зерновых культур (озимой пшеницы и ячменя) опыт проводился, в одном случае, по автопилоту, в другом — по маркеру. При этом посев озимой пшеницы и ячменя на отвальном фоне осуществлялся сеялкой точного высева AMAZONE D9-30, с применением системы GPS и маркера. По варианту нулевой (без обработки) и минимальной обработок почвы проводился посев пневматической сеялкой прямого посева DMС только с использованием автопилота. Посев викоовсяной смеси проводится только по автопилоту. В отдельные годы и в целом, за период исследований, наблюдается неодинаковая ширина стыковых междурядий между смежными проходами сеялок при посеве зерновых культур и смеси по маркеру и автопилоту. Так, расстояния между смежными проходами сеялки AMAZONE D9-30 на отвальном фоне при использовании маркера составили на озимой пшенице 16,8 см, ячмене — 15,2 см, т.е. отклонения соответственно равнялись +4,8 и 3,2 см. При посеве зерновых культур и викоовсяной смеси по автопилоту с использованием навигационной спутниковой системы GPS, средняя величина стыковых междурядий находилась в пределах 1,3…1,8 см, не выходя за агротехнические требования к работе данного оборудования к параметрам междурядий +2,5 см. [159]. Результаты пятилетнего испытания различных сеялок, используемых в опыте, и способов посева с.-х. культур приведены в табл. 2.2.

Рисунок 2.15 – Использование автопилота, при обработке опытного участка Полевой опытной станции РГАУ-МСХА [140]

Дистанционное зондирование земли в целях эффективного ведения сельскохозяйственного производства включает в себя использование индекса NDVI для применения элементов цифровых технологии в растениеводстве, в том числе по созданию электронной карты полей и использованию вегетационного индекса культур по фазам развития растений. Спутниковый мониторинг для аграрного комплекса приобретает все большую популярность. Главными его преимуществами являются регулярный мониторинг посевов, оценка всхожести, прогнозирование урожайности полей, снижение затрат на обеспечение наблюдения за посевами, а также возможность увидеть проблему на самых труднодоступных участках поля.

Таблица 2.2. Ширина стыковых междурядий и величина отклонений от стандартной величины междурядий сеялки [160]

Культура	Сеялка AMAZONE D9-30 (отвальный фон)				DMС (минимальный)
	по маркеру		автопилот		Автопилот
	ширина стыкового междурядья, см	отклонение, см	ширина стыкового междурядья, см	отклоне ние, см	ширина стыкового междурядья, см	отклонение, см
вика + овес	—	—	13.3	+1.3	19,1	+0,3
оз. пшеница	16.8	+4.8	13.8	+1,8	19,2	+0,4
ячмень	15.2	+3.2	13.4	+1,4	18,7	-0,1

Примечание: ширина междурядий сеялок AMAZONE D9-30 -12 см, DMS–18,8 см.

Так, в ФГБОУ ВО «Дагестанский ГАУ» проводились исследования индекса NDVI по различным культурам. В результате было установлено, что вегетационный индекс растительности изменяется в зависимости от видов культур. У пшеницы индекс вегетации увеличивается к фазе колошения до максимального уровня — 0,74 единиц. С наступлением фазы цветения показатель индекса вегетации постепенно уменьшается до 0,33 единицы. У рапса значение индекса NDVI до фазы цветения максимально поднимается до 0,67 единиц, а с наступлением фазы цветения поле рапса окрашивается в желтый цвет, и в связи с этим индекс вегетации снижается примерно до 0,12 единиц. После осыпания лепестков до фазы развития плодов индекс вегетации постепенно увеличивается, а затем снова снижается до начала созревания стручков [162].

Использование цифровых технологий в сельском хозяйстве предусматривает его применение и в животноводстве. Так в Кизлярском районе Дагестана проводились исследования по оценке состояния пастбищ с помощью аэрокосмического мониторинга. В результате исследований установлено, что к сильно деградированным участкам, требующим специально разработанных программ восстановления, можно отнести угодья, занимаемые в настоящее время подвижными (открытыми) песками, сильно-сбитыми пастбищами и солончаками что составило – 1523245,92 га, или 27,47% от общей площади пастбищ. Минимальные потери сухой поедаемой массы на этих пастбищах 3…4 ц^-га или 525,5 тыс. тонн, что 4% 10% 13% 43% 30%. Распределение площади пастбищ по уровням деградации Черных земель и Кизлярских пастбищ Подвижные (открытые) пески Солончаки Сильно сбитые пастбища умеренно и средне сбитые пастбища. Не сбитые и слабо сбитые составляет более 1,3 млрд. рублей в ценах 2005 г. Общие потери по региону составляют более 800 тыс. тонн сухой поедаемой массы или 2,1 млрд. рублей [163].

Использование систем параллельного вождения в зерновых севооборотах позволяет сэкономить 250…500 руб. затрат на 1 гектар. В севооборотах с пропашными культурами экономия достигается 500…1500 руб.^-га. В овощеводстве предполагается еще больший потенциал. Первые практические испытания показали, что системы параллельного вождения позволяют сэкономить до 8% горючего. Помимо этого, сокращается время простоев техники из-за усталости или ошибок механизатора, что экономит 50…250 руб. на час работы [146].

Конкурентоспособность и национальная безопасность зависит от перевода экономики «в цифру», что порождает необходимость создания благоприятных условий для решения ключевой задачи: разработки новых видов бухгалтерской отчетности и госстатистики, отражающие ход строительства новой экономики. Появится возможность минимизировать фальсификацию, обрабатывать и анализировать за короткие сроки большие объемы информации [14].

В статье рассматривается цифровая трансформация сельского хозяйства с использованием облачной многофункциональной платформы «Умный фермер 4.0». Проект цифровой трансформации ориентирован в первую очередь на фермеров с личными подсобным хозяйством, глав крестьянских (фермерских) хозяйств, а также на сельскохозяйственные предприятия. Использование единой цифровой платформы повышает эффективность производства аграрной продукции, снижает издержки и риски, уменьшает зависимость от ключевых специалистов, упрощает документооборот и доступ к господдержке. единая цифровая облачная платформа “Умный фермер 4.0” станет максимально комфортной бизнес-средой, позволит сделать сельское хозяйство эффективным, конкурентоспособным бизнесом, обеспечит продовольственную безопасность нашей страны и увеличит экспортный потенциал. Все это в целом обеспечит технологический прорыв в АПК и достижение роста производительности труда на “цифровых” сельскохозяйственных предприятиях в 2 раза к 2021 году [15].

На энергетическом факультете Уральского ГАУ совместно с преподавателями и студентами разрабатываются технологические проекты с применением цифровых технологий, технологий “Интернет вещей” [154, 157], которые позволяют получать, передавать и накапливать данные. Также вести контроль, учитывать ресурсы, удаленно управлять различными процессами. Для быстрой и качественной разработки интерактивных систем используется вычислительная платформа Arduino [158], которая представляет собой простую плату с микроконтроллером, а также специальную среду разработки для написания программного обеспечения микроконтроллера. Распространенность данной платформы связана с простотой языка программирования и открытостью архитектуры. Кроме того, в заявленных проектах используются недорогие и доступные компоненты, и полное документирование аппаратной и программной части.

В Иркутском ГАУ для исследований, направленных на разработку методов проектирования автономных энергетических систем разработана автоматизированная система научных исследований солнечной фотоэлектрической установки. Сформировано техническое предложение, предполагающее наличие интеллектуальных измерительных модулей для сбора и хранения данных, совокупность которых представляет интеллектуальную измерительную систему. Предложена структурная схема системы сбора и хранения информации солнечной фотоэлектрической установки (рис. 2.16). Данная установка включает солнечный модуль TSM-200M (всего 4 модуля), изготовленный из высокоэффективных монокристаллических солнечных элементов [165].

Перспективы цифровой модернизации предприятий, отраслей и подкомплексов сельского хозяйства регионов традиционно аграрного типа требуют должного аналитического и документарно-разработочного подкрепления.

С этой целью в первом полугодии 2018 года на базе ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный, аграрный университет» было инициировано и проведено масштабное социологическое исследование на тему оценки перспектив, возможностей и ограничений для цифровой модернизации сельского хозяйства. Было опрошено 300 руководителей, экспертов и специалистов среднего звена из регионов Юга России (Ставропольский, Краснодарский края, Ростовская область). Респонденты имели представительный опыт в сельскохозяйственной сфере, агропромышленном управлении и внедрении модернизационных решений в отраслях экономики.

Рисунок 2.16 — Элементы энергетического тракта солнечной фотоэлектрической станции Иркутского ГАУ

Исследование позволило определить три ключевых целевых ориентира цифровизации сельского хозяйства: повышение производительности труда – переход на концепцию «умного сельского хозяйства» – повышение престижа сельского труда. Следовательно, респонденты понимают продуцируемые эффекты от цифровизации и однозначно утверждают, что она необходима. В то же время в ряду ключевых проблем и ограничителей для цифровой модернизации сельского хозяйства мы можем выделить:

— дефицит финансовых ресурсов, что предопределяет поиск альтернативных источников привлечения денег;

— дефицит квалифицированных кадров, обуславливающий синхронную переориентацию системы высшего образования на «цифровой фактор»;

— дороговизна цифровых технологий, что предполагает активное участие государства в проведении модернизационных преобразований в отрасли и выработку его особого вида деятельности – аграрного проектного менеджмента [166].

Кластерная форма организации на сегодняшний день является одним из перспективных инструментов эффективного развития молочного животноводства в регионах РФ. Потенциально в качестве точки роста, способной вывести область на новый уровень промышленного и сельскохозяйственного развития, выступает Молочный кластер Вологодской области (МКВо).

Сельскохозяйственные производители молока – участники МКВо – это, в основном, малые и средние предприятия с высокими затратами и довольно низкими доходами. Исправить ситуацию возможно применив для них систему точного земледелия, т.к. молочное животноводство зависит от кормовой базы, а снижение затрат на корма позволит снизить себестоимость молока, производимого в сельскохозяйственном предприятии. Такая технология стала возможной благодаря развитию средств связи, спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС, компьютеризации и использованию навигационных и информационных технологий в области автоматизации сельскохозяйственного производства. Стержнем технологии являются специальные программы для агроменеджмента на базе геоинформационных систем (ГИС), позволяющие снимать, обрабатывать и накапливать информацию о местоположении техники и характеристиках сельскохозяйственных угодий.

Создание и внедрение системы точного земледелия в рамках Молочного кластера Вологодской области предусмотрено на базе КХ Мызина А.В. и предполагается в три этапа, за три года. Первый этап (2017-2018 год): — создание высокоточных электронных карт хозяйства с использованием специального программного обеспечения и системы спутниковых GPS-навигационных приемников;

— работы по отбору и анализу почвенных проб с GPS – привязкой и создание электронного слоя – почвенной карты предприятия;

— адаптация внедрение систем параллельного вождения техники; — внедрение систем автопилотирования сельхоз агрегатов; — внедрение систем мониторинга подвижных объектов (авто — и сельхозтехники) с использованием GPS сигналов;

— внедрение адаптированного программного обеспечения. Второй этап (2018-2019 год): — внедрение систем мониторинга урожайности на комбайнах с определением массы, влажности убранного зерна в каждом сегменте поля в режиме реального времени;

— создание электронного слоя – карты урожайности полей; — внедрение автоматической беспроводной передачи метеоданных

— внедрение и адаптация программного обеспечения по прогнозированию появления сорняков, вредителей и болезней растений;

— создание точных метеопрогнозов. Третий этап (2019-2020 год): — внедрение систем дифференцированного внесения удобрений, подкормок, средств защиты растений.

Материально — техническое, финансовое обеспечение проекта включает: навигатор системы параллельного вождения агрегатов (два комплекта), программу для работы с электронными картами сельскохозяйственных угодий (два комплекта), систему для создания карт урожайности, опрыскиватель с системой автоматизации, разбрасыватель минеральных удобрений, обследование площади, тестеры для экспресс — анализа содержания азота, портативный навигационный прибор для отметки мест взятия проб почвы и измерения содержания азота в растениях (два комплекта), монтаж и обслуживание оборудования, расходные материалы, повышение квалификации специалистов, оплату труда с начислениями исполнителям, накладные расходы. Общая сумма составит 7 млн. руб.

Расчеты показали, что данные затраты окупятся для такого малого предприятия за 4 года, при этом снижение затрат для данного предприятия составит почти 40% по сравнению с периодом до внедрения. Снижение затрат на корма повлечет за собой снижение затрат на производство молока для КХ Мызина А.В., то есть приведет к увеличению прибыли предприятия [167].

Для внедрения в производственный процесс в УНИЦ «Агротехнопарк» Белгородского ГАУ была выбрана геоинформационная система “ЦПС: АгроУправление” на платформе “1С: Предприятие”. Данная система является комплексным решением для автоматизации задач управления электронными картами, ведения кадастрового и агрономического учетов, проведения мониторинга транспорта и земель, автоматизации план-факторного учета работ на полях, управления инфраструктурой организации, интеграции с внешними сервисами. В ней имеется и мобильное приложение “АгроУправление”. Геоинформационная система (ГИС) “ЦПС: АгроУправление” является комплексным решением для автоматизации управления и хранения электронных карт полей сельскохозяйственного предприятия; инвентаризации, мониторинга земель сельскохозяйственного предприятия; учета полей.

Для качественного выполнения подготовки ГИС и ее использования в последнее время все чаще прибегают к помощи беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Они позволяют создать картографическую основу с точными координатами всех объектов.

В результате проведенной работы была сформирована база данных по полям УНИЦ «Агротехнопарк». Оболочка «Агроуправление» позволяет хранить в карточке каждого поля практически неограниченное количество различных сведений, которые могут быть наглядно отображены в виде карт-схем и диаграмм.

Качественная оценка состояния сельскохозяйственных культур на различных стадиях вегетации, в том числе выявление полей, имеющих отклонения от норм развития, их оценка и систематизация, выявление фактов заболеваемости сельскохозяйственных культур — выполняется по серии разновременных снимков в течение вегетационного периода и позволяет спланировать ряд мероприятий, предупреждающих негативные последствия от проявления этих отклонений. С целью регулярного мониторинга проводится аэрофотосъемка полей Белгородского ГАУ при помощи БПЛА (рис. 2.17).

Освоение и внедрение геоинформационной системы «ЦПС: АгроУправление» в УНИЦ «Агротехнопарк» Белгородского ГАУ позволило провести детальное картирование, сформировать электронные паспорта полей, определять фитосанитарное состояние, проводить расчёт доз удобрений с поправкой на пестроту плодородия [168].

В отрасли растениеводства в настоящее время, открылось новое наукоемкое перспективное направление — точное земледелие. Точное земледелие — комплексная высокотехнологичная система сельскохозяйственного менеджмента, включающая в себя технологии глобального позиционирования (GPS), географические информационные системы (GIS), технологии оценки урожайности (YieldMonitorTechnologies), технологию переменного нормирования (VariableRateTechnology), технологии дистанционного зондирования земли. Данное направление позволяет накопить и обработать большое количество данных обработать с помощью современных компьютеров и программного обеспечения, автоматизировать сельскохозяйственные процессы, создать карты задания для дифференцированного внесения удобрений

Одно из предприятий, в котором проводятся подобные исследования — АО ПЗ «Учхоз ГАУ Северного Зауралья». Здесь в производственных масштабах используют возделывание сельскохозяйственных культур по новым технологиям. Площадь поля № 76, под посевами яровой пшеницы – 36,1 га (площадь опыта 22,5 га); площадь элементарных участков — 1,5 га. Оценка эффективности дифференцированного внесения минеральных удобрений с применением навигационной системы проводилась на 5-ти вариантах, которые разделялись на элементарные участки.

Рисунок 2.17 – Карты высот и уклонов территорий полей УНИЦ «Агротехнопарк» Белгородского ГАУ

Без внесения удобрений урожайность в среднем урожайность составила 3,43 т^-га. Вариабельность составила 11,0%, а выравненность — 89%. Т.е. — пестрота признака и выравненность можно считать средними. При традиционном способе внесения урожайность — 4,42 т^-га, что на 0,99 т^-га выше контрольного варианта. При дифференцированном способе внесения минеральных удобрений на планируемую урожайность 3,0 т/га в среднем урожайность составила 4,69 т^-га, что на 0,27 т^-га больше чем при традиционном способе внесения минеральных удобрений. Вариабельность составила 5,3%, а выравненность 94,7%, следовательно, пестрота признака не значительная, выравненность значительная.

При дифференцированном способе внесения минеральных удобрений на планируемую урожайность 4,0 т^-га + «подкормка» количество клейковины в среднем составляет 33,3%, с качеством клейковины 96,7 единиц. Как видно, эти параметры соответствуют зерну II группы качества. Дифференцированное внесение минеральных удобрений качество и количество клейковины увеличивалось, а, следовательно, возрастало качество зерна. Максимальный показатель качества клейковины равный 34,4% был зафиксирован при дифференцированном способе внесения минеральных удобрений на планируемую урожайность 3,0 т^-га [169].

Используя технологии точного земледелия, общая экономия, которую можно получить, составляет около 6…14%. Другими словами, используя навигационные системы, предприятие способно сэкономить от 4 до 10% средств, введение параллельного вождения – от 5 до 12%, а использование дифференцированного внесения удобрений, опрыскивания сорняков, посев, орошение почв и т.д. – 10…20%.

В настоящее время в Иркутской области различные предприятия вводят в эксплуатацию отдельные элементы точного земледелия. Главная цель – автоматизировать процессы выращивания агрокультур путём объединения всех технологий в единую систему [170]. Основу системы точного земледелия составляют карты полей, отображающие широкий спектр характеристик, таких как: точные границы участка, данные химического состава почвы, уровне ее влажности, количество получаемой солнечной радиации, показатель уклона поверхности, информация о преобладающих ветрах, наличие природных и искусственных объектов. Все карты составляются в электронном виде в специальных геоинформационных системах. Исходными данными карт являются: результаты взятия проб с дальнейшим проведением агрохимического анализа, материалы фотографирования и сканирования, полученные с космических аппаратов и БПЛА, а также проведение научных исследований.

Как отмечается в [171], сельское хозяйство Пермского края отстает в развитии от передовых сельскохозяйственных регионов. Почвенный покров территории разнообразен, но в большей степени преобладают дерново-подзолистые почвы (более 70%). Тем более важными для региона, являются вопросы использования ГИС-технологий. Основной задачей при составлении почвенных карт является отбор проб почвы для последующего анализа и определения элементов питания в почве. Разбитые на элементарные участки географически привязанные поля и маршрутные ходы заносятся в GPS-ГЛОНАСС навигатор. Двигаясь по маршрутному ходу, агрохимик отбирает точечные пробы на элементарном участке. Последним этапом агрохимического обследования земель является обобщение данных и подготовка материалов обследования к выдаче. По результатам анализов почв составляются агрохимические картограммы в масштабе (чаще в 1:10000) и рекомендации по применению удобрений. Уточнение контуров и площадей по отдельным участкам землепользования в хозяйстве позволило оптимизировать уровень затрат по отдельным элементам технологии возделывания сельскохозяйственных культур, наиболее точно спланировать количество посевного материала и агрохимикатов, количество единиц сельскохозяйственной техники.

Пермский ГАТУ в крае является флагманом в сфере разработок инструментов применения IT-технологий для сельского хозяйства. Вуз работает сразу над несколькими проектами в этой области. Ключевыми элементами цифровизации прикамского села, по мнению экспертов из ПГАТУ являются:

— создание цифровой базы данных (оцифровка всех документов и показателей по производству и сбыту продукции);

— цифровизация производства (внедрение «умной техники» и роботизированных механизмов);

— цифровизация продаж (контроль доставки и продажи продукции, маркетинг и востребованность);

— анализ (прогноз по климату и урожайности и т. п.).

2.3 Разработка методики и критериев оценки научно-образовательного и экспериментально-производственного потенциала аграрных вузов, в сфере цифровизации сельского хозяйства

Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью методического обеспечения оценки научно-образовательного и экспериментально-производственного потенциала аграрных вузов в сфере цифровизации сельского хозяйства. Это, впоследствии, предоставит возможность дифференцировать комплекс предложений по цифровой трансформации деятельности опытных производственных хозяйств.

Реализация направлений государственных программ развития цифровой экономики в Российской Федерации предъявляет особые требования к достижению целевых показателей. Несмотря на возросший объем исследований по развитию цифровой экономики [173, 174], еще недостаточно исследований и научного обоснования условий эффективной цифровой трансформации организаций агропромышленного комплекса. Особое внимание уделяется управлению внедрением цифровых технологий в производственные и организационные процессы [175]. Осуществляемые пилотные проекты по программе «Цифровая экономика» позволяют скорректировать план мероприятий по направлению цифровое сельское хозяйство для достижения положительных эффектов [176] и формирования отраслевых стандартов.

В качестве общих методов исследования использовались экономико-статистический, абстрактно-логический, сравнительных анализ, социологический экспертный опрос, анализ документов, группировка, систематизация.

При оценке потенциала хозяйствующего субъекта возникают следующие проблемы:

— выбор наиболее значимых показателей для оценки каждого компонента потенциала именно для аграрной сферы и цифровой составляющей;

— разработка и апробация методики оценки и определение комплексного показателя;

— использование не только количественных, но и качественных показателей в рамках методики на основе социологического экспертного опроса.

Возникающие проблемы в предлагаемой методике удается решить, используя экономико-статистические методы, экспертные оценки и нормализацию показателей.

При определении комплексного показателя оценки потенциала авторы руководствовались принципами универсальности, четкой структурированности, понятности и однозначной интерпретации, возможностью оценки во временной динамике, отсутствием субъективного суждения, выбором ограниченного числа элементов, преимущественным использованием количественного выражения рассматриваемых параметров.

Оценка научно-образовательного и экспериментально-производственного потенциала аграрных вузов по проекту «экспериментальное цифровое опытное хозяйство» (далее — потенциала) — это сложный многоэтапный процесс [134], представленный таблицей 2.3. Комплексная оценка используется с целью сопоставления результатов оценки потенциала во времени, на основе социологического экспертного опроса. Данный опрос проводится с помощью анкетирования. Разработанная анкета включает 35 вопросов, формирующих несколько групп показателей вуза.

Анализируя научную литературу [177, 178], были выделены структурные составляющие потенциала: организационно-управленческие, технико-цифровые, производственно-технологические, научные, образовательные, кадровые, финансовые. Принимая комплексный подход для более достоверной оценки, отметим значение отраслевых функциональных подсистем (растениеводство, животноводство, строительство, механизация, автотранспорт, переработка) в деятельности и специализации аграрных вузов.

Таблица 2.3. Методика комплексной оценки потенциала аграрного вуза по проекту «экспериментальное цифровое опытное хозяйство»

Этап 1	Определение и выбор показателей и характеристик потенциала, а также эталонной модели
Этап 2	Определение весов составляющих элементов показателей потенциала, а также пороговых значений показателей потенциала
Этап 3	Комплексный интегральный показатель оценки потенциала
Этап 4	Сбор и анализ исходной информации с помощью анкетирования
Этап 5	Анализ фактического уровня потенциала исследуемого объекта
Этап 6	Определение итогового уровня потенциала исследуемого объекта, а также ранжирование

Для построения индекса комплексной оценки потенциала вуза используются 7 равновесомых показателей, соответствующих элементам его деятельности, применительно к вопросам цифровой трансформации опытного хозяйства:

— организационно-управленческие (1/7);

— технико-цифровые (1/7);

— производственно-технологические (1/7);

— научные (1/7);

— образовательные (1/7);

— кадровые (1/7);

— финансовые (1/7).

Каждый из показателей содержат субпоказатели, более полно характеризующие оцениваемое направление деятельности вуза.

Таким образом, уровень потенциала может быть представлен в виде формулы:

(2.1)

где – коэффициенты (веса) показателей потенциала;

ОУ — организационно-управленческая характеристика показателя;

ТЦ — технико-цифровая характеристика показателя;

ПТ — производственно-технологическая характеристика показателя;

Н — научная характеристика показателя;

О — образовательная характеристика показателя;

К — кадровая характеристика показателя;

Ф — финансовая характеристика показателя.

При расчете как самих показателей, так и субпоказателей, все использованные значения нормализовались, т.е. переводились в оценку в интервале от 0 до 1.

Формирование эталонной модели потенциала представляет собой расчет показателей с наибольшими и наименьшими значениями соответствующих показателей, в зависимости от заданных пороговых значений и может быть представлен в виде следующей формулы:

(2.2)

где ОУэ — эталонный уровень организационно-управленческой характеристики показателя;

ТЦэ — эталонный уровень технико-цифровой характеристики показателя;

ПТэ — эталонный уровень производственно-технологической характеристики показателя;

Нэ — эталонный уровень научной характеристики показателя;

Оэ — эталонный уровень образовательной характеристики показателя;

Кэ — эталонный уровень кадровой характеристики показателя;

Фэ — эталонный уровень финансовой характеристики показателя.

Для эталонной модели с наименьшими и наибольшими показателями, использовались обозначения Sэ min и Sэ max — соответственно. Символ Sф использовали для обозначения фактического уровня потенциала аграрного вуза.

Таким образом, методика комплексной оценки потенциала аграрных вузов по проекту «экспериментальное цифровое опытное хозяйство» является структурированной и ее можно адаптировать для любых субъектов.

Для расчета показателей потенциала была разработана анкета (Приложение А), вопросы которой адресовались специалистам аграрных вузов и предназначены для охарактеризования составляющих потенциала, в частности:

— организационно-управленческий потенциал описывали вопросы размера, профиля, организационной формы, формы подчиненности;

— технико-цифровой потенциал — вопросы о наличии и объеме компьютерной техники, качественных параметрах сети интернет, использования системы ГЛОНАСС/GPS, реализации оцифровки полей;

— производственно-технологический потенциал — вопросы о наличии и составе сельхозтехники, применяемых технологиях и производственных процессах;

— научный потенциал — результаты собственных исследований и разработок вузов в сфере цифровизации сельского хозяйства;

— образовательный потенциал – наличие и количество образовательных программ, для цифрового сельского хозяйства, подготовки кадров;

— кадровый потенциал – вопросы, связанные с обеспечением опытных хозяйств IT-специалистами, их профессиональным уровнем;

— финансовый потенциал — вопросы бюджетирования и затрат на цифровизацию процессов.

Распределение вопросов по группам показателей приведен в табл. 2.4.

Таблица 2.4. Распределение вопросов социологического опроса, по группам оцениваемых показателей

№ группы показателей	Наименование группы показателей	Формулировка и код вопроса
1	2	3
1	Организационно-управленческий	1. Какова форма подчинённости опытного хозяйства?
		2. Существует ли региональный терминал (Центр) для накапливания и анализа цифровой информации, поступающей от сельскохозяйственных организаций?
		3. Какова форма взаимодействия вуза и/или его опытного хозяйства с региональным терминалом (Центром) в вопросах цифровизации сельского хозяйства?
		4. Факторы, сдерживающие цифровую трансформацию опытного хозяйства Вашего вуза?
		5. Созданы ли при вузе специализированные структурные подразделения (за исключением опытного хозяйства), занятые вопросами цифровой трансформации сельского хозяйства?
2	Технико-цифровой	6. Количество оснащенных компьютерной техникой рабочих мест в опытном хозяйстве?
		7. Наличие и устойчивость работы Интернет в опытном хозяйстве?
		8. Доля сельскохозяйственной техники, оборудованной системами ГЛОНАСС/GPS, в общем объеме самоходной сельскохозяйственной техники в опытном хозяйстве?
		9. В каком объеме произведена оцифровка границ контуров полей опытного хозяйства?
		10. Выполнено ли цифровое почвенное картирование, на основе агрохимического обследования почв в опытном хозяйстве?
		11. Имеется ли отдельный терминал (системный блок, накопитель или другое оборудование) для накопления и/или обработки цифровых данных, поступающих от опытного хозяйства?
		12. Какие элементы цифровизации сельского хозяйства используются в опытном хозяйстве?
		13. Какое программное обеспечение используется для решения задач по цифровизации сельского хозяйства?
		14. Какого рода цифровая информация по опытному хозяйству заносится в базу данных на системной основе?

Продолжение Табл. 2.4

1	2	3
		15. Какой тип информации, из перечисленных в п. используется для анализа и/или прогноза деятельности опытного хозяйства?
3	Производственно-технологический	16. Имеется ли в вузе учебно-опытно-производственное (далее – опытное) хозяйство?

		17. Каков профиль деятельности опытного хозяйства?
		18. Какова величина опытного хозяйства (в разрезе возможных профилей деятельности)?
		19. Какова удаленность опытного хозяйства от города?
		20. Количество единиц самоходной сельскохозяйственной техники (тракторы, автомобили, комбайны и др.) в опытном хозяйстве?
		21. Какие технологии Вы считаете приоритетными для внедрения в опытное хозяйство вуза, по уровню значимости?

Научный

22. Имеются ли в вузе собственные завершенные разработки в сфере цифровизации сельского хозяйства?

		23. Исследования в области цифровизации сельского хозяйства проводятся вузом в рамках:
		24. Направления (тематика) НИОКР, реализуемые вузом в области цифровизации сельского хозяйства

Образовательный

25. Планируется ли развитие образовательного процесса в вузе, в части цифровизации сельского хозяйства, в ближайшие 2 года?

26. Количество руководителей и специалистов предприятий АПК, подготовленных вузом в рамках ДПО по цифровому сельскому хозяйству в 2018-2019 учебном году

Кадровый

27. Каково среднегодовое количество сотрудников в опытном хозяйстве?

		28. Категории работников опытного хозяйства, использующих мультимедийные средства (персональные компьютеры, ноутбуки, планшеты и др.) на рабочих местах?
		29. Имеется ли в штате опытного хозяйства и/или вуза специалист (группа специалистов), непосредственно занятых вопросами цифровизации опытного хозяйства?

Продолжение Табл. 2.4

1	2	3
		30. Результативность повышения квалификации, переподготовки или обучения в области цифровизации сельского хозяйства, для сотрудников вуза, занятых в деятельности опытного хозяйства, за последние 2 года

31. Ведется ли в вузе подготовка кадров для цифрового сельского хозяйства?

Финансовый

32. Какова сумма затрат на внедрение элементов цифровой трансформации Вашего опытного хозяйства, за последние 3 года, руб.?

		33. Бюджет средств на затраты по цифровой трансформации Вашего опытного хозяйства формируется (планируется) за счет:
		34. Какова сумма ежегодных затрат, планируемых вузом для дальнейшей цифровизации опытного хозяйства, руб.?
		35. Каковы результаты расчета экономической эффективности внедрения цифровизации опытного хозяйства?

Результаты анкет экспертного опроса можно проанализировать в форме таблиц (табл. 2.5) или графически, по отдельным вопросам (рис. 2.18).

Таблица 2.5. Пример результатов по вопросу «В каком объеме проведена оцифровка границ контуров полей опытного хозяйства»

Варианты ответов	Результаты
оцифровка не выполнялась	10
до 30%	60
до 50%	10
до 70%	10
до 100%	10

На основании анализа анкетирования и расчета показателя потенциала могут быть получены значения для оценки потенциала конкретного аграрного вуза и проведена типология потенциала аграрного вуза по проекту «экспериментальное цифровое опытное хозяйство» (табл. 2.6). По результатам подсчета итогового уровня потенциала и типологии субъектов проводится ранжирование, как показано в примере, на рис. 2.19.

Анализ результатов показателей оценки потенциала, ранжирования и типологизации субъектов исследования позволяют выделить позитивные и негативные факторы, конкретизировать составляющие потенциала, способствует реализации цифровой трансформации организаций, принятию обоснованных управленческих решений и выбора приемлемой стратегии развития.

Таким образом, данное исследование позволяет конкретизировать, проанализировать и на основе этого выработать направления для внедрения цифровых технологий в практику аграрных вузов.

Комплексная оценка потенциала рассчитывается на основе совокупности показателей-индикаторов, позволяющих всесторонне охарактеризовать составляющие научно-образовательного и экспериментально-производственного потенциала аграрных вузов по проекту «экспериментальное цифровое опытное хозяйство». Однако дальнейшее практическое использование методики требует апробации и уточнения.

Таблица 2.6. Пороговые значения и типология потенциала аграрного вуза по проекту «экспериментальное цифровое опытное хозяйство»

Комплексный показатель	Sэ min	Sф₁, Sф₂,…Sф_n			Sэ max
Комплексная оценка потенциала	5,0	35,0	37,0	15,0	8,0
Тип потенциала	Низкий	Ниже среднего	Средний	Выше среднего	Высокий

Управление потенциалом аграрных вузов с учетом цифровой инновационной активности позволит расширить формы реализации функций университета. В качестве направлений инновационной активности аграрных вузов по проекту «экспериментальное цифровое опытное хозяйство» в разрезе функций можно предложить:

— образовательная функция — подготовка и переподготовка кадров для цифрового сельского хозяйства, межвузовское взаимодействие в области форм и методов обучения;

— научная функция — совместная исследовательская деятельность в рамках модели triple helix (наука-бизнес-государство);

Рисунок 2.18 — Пример результатов по вопросу «В каком объеме проведена оцифровка границ контуров полей опытного хозяйства» (а) и по вопросу «Доля сельхозтехники, оборудованной системами ГЛОНАСС/GPS в общем объеме сельхозтехники» (б)

— прикладная функция — коммерциализация разработок университета, инновационная инфраструктура университета, тиражирование практик цифрового предприятия в сельском хозяйстве (умная ферма, умное поле);

— социально-экономическая — влияние на профессиональный уровень трудовых ресурсов региона, развитие цифровой культуры для различных слоев населения.

Рисунок 2.19 — Пример результатов ранжирования объектов по типам потенциала аграрного вуза по проекту «экспериментальное цифровое опытное хозяйство»

Особо выделим направление развития и тиражирования практик цифрового предприятия в сельском хозяйстве, которое способствует повышению производительности в результате использования цифровых технологий. Цифровизация производственных процессов направлена на повышение производительности по направлениям: оптимизация процессов (например, эффективность управления цепочкой создания стоимости), инновационные продукты (например, новые продукты, созданные на основе новых моделей управления процессами и новых методов взаимодействия с заказчиками), новые рынки (например, формирование и освоение новых ниш на основе исследований данных о потребностях), профессиональная активность (развитие удаленной работы).

Отметим, что использование мониторинга и оценки потенциала вузов на основе предложенной модели, позволяет обеспечить конкурентоспособность и в долгосрочной перспективе сформировать инновационные модели образовательной и научно-производственной деятельности.

2.4 Анализ и ранжирование аграрных вузов России по фактору «Развитие экспериментального цифрового опытного хозяйства»

Результаты обработки анкет социологического опроса специалистов вузов, выявила наличие следующих условий.

Для группы показателей «Организационно-управленческий» (рис. 2.20):

— в большинстве вузов Минсельхоза России (74,4%), опытное хозяйство — структурное подразделение образовательной организации. МИПы, с уставной долей вуза, являются формой организации деятельности учхоза еще в 4,7% образовательных организаций. 7% учхозов – это самостоятельные обособленные организации. Следует обратить внимание на то, что в 14,0% вузов опытные хозяйства отсутствуют;

Рисунок 2.20 – Результаты анкетирования вузов, по группе показателей «Организационно-управленческий»

— региональные терминалы, призванные осуществлять информационную взаимосвязь с цифровыми хозяйствами, имеются в большинстве (51,2%) регионов, участвующих в опросе;

— при этом, информационное взаимодействие с опытными хозяйствами учебных организаций чаще всего (83,7%) отсутствует. Как показали результаты опроса, системная форма обмена информацией между учхозом и региональным терминалом, характерна лишь для 7,0% опрошенных респондентов. Еще 9,3% высших учебных заведений, взаимодействуют с региональным сервером в одностороннем порядке, т.е. – предоставляя информацию о результатах деятельности опытного хозяйства;

— в большинстве опрошенных организаций (69,6%), вопросами цифровизации сельского хозяйства занимаются в существующих структурных подразделениях – на кафедрах и факультетах. Специализированные учебно-производственные и научные подразделения созданы, соответственно, в 8,7% и 13,0% опрошенных образовательных организаций. К сожалению, 8,7% опрошенных респондентов заявили о том, что вопросами цифровизации сельского хозяйства системно не занимаются;

— к числу сдерживающих факторов, тормозящих процессы цифровой трансформации деятельности вузов, отнесены: финансовые затраты – 57,3%; отсутствие специалистов – 21,3%; отсутствие необходимых коммуникаций – 8,0%; иные приоритеты образовательной организации – 6,7%; риски, связанные с необходимостью преобразований в налаженном производстве и возможное сокращение штатного состава работников – по 2,7%. Еще 1,3% респондентов не находят в своем производстве процессов, требующих цифрового преобразования.

Используя экспертную ранговую оценку каждого варианта ответов, составлена таблица оценки участвующих в опросе вузов, по группе показателей «Организационно-управленческий» (табл. 2.7). Как видно из таблицы, минимальное значение суммарного балла имеют вузы, не располагающие опытным хозяйством любой формы. Максимальную экспертную оценку получили такие образовательные организации, как Волгоградский ГАУ и Брянский ГАУ.

Таблица 2.7. Ранжирование вузов по показателю «Организационно-управленческий»

№ п/п	Наименование вуза	Код вопроса					Суммарный балл показателя
№ п/п	Наименование вуза	1	2	3	4	5	Суммарный балл показателя
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Алтайский ГАУ	1,0	1,0	0	1,0	0,3	3,30
2	Белгородский ГАУ	1,0	1,0	0	0,55	0,3	2,85
3	Бурятская ГСХА	1,0	0	0	0,75	0	1,75
4	Волгоградский ГАУ	1,0	1,0	1,0	1,0	0,3	4,30
5	Воронежский ГАУ	1,0	0	0	1,0	0	2,00
6	Донской ГАУ	1,0	0	0	0,75	0,3	2,05
7	Ижевская ГСХА	0,3	1,0	0,5	1,0	0,3	3,10

Продолжение табл. 2.7

1	2	3	4	5	6	7	8
8	КБГАУ	0	0	0	0,55	0,3	0,85
9	Башкирский ГАУ	1,0	1,0	0,5	1,0	0,3	3,80
10	Брянский ГАУ	1,0	1,0	1,0	1,0	0,3	4,30
11	Великолукская ГСХА	1,0	1,0	0	0,75	0,3	3,05
12	Вятская ГСХА	1,0	1,0	0	0,1	0,3	2,40
13	ГУЗ	0	1,0	0	0,55	0,6	2,15
14	Дальневосточный ГАУ	1,0	0	0	0,75	0,3	2,05
15	Ивановская ГСХА	1,0	1,0	0	1,0	0	3,00
16	Казанская ГАВМ	0	1,0	0	0,55	0,3	1,85
17	Казанский ГАУ	1,0	1,0	0	0,55	0,3	2,85
18	Костромская ГСХА	1,0	1,0	1,0	0,35	0,3	3,65
19	Кубанский ГАУ	1,0	1,0	0	1,0	0,3	3,30
20	Курская ГСХА	0,3	0	0	0,55	0,3	1,15
21	Московская ГАВМ и Б	0	0	0	0,55	0,3	0,85
22	Новосибирский ГАУ	1,0	1,0	0	0,75	0,3	3,05
23	Оренбургский ГАУ	1,0	1,0	0	0,35	0,6	2,95
24	Пензенский ГАУ	1,0	0	0	1,0	0,3	2,30
25	Приморская ГСХА	1,0	0	0	0,75	0,3	2,05
26	Самарский ГАУ	0,6	1,0	0,5	1,0	0,6	3,70
27	СПб ГАУ	1,0	0	0	0,55	0,3	1,85
28	Красноярский ГАУ	0,6	0	0	0,75	0,3	1,65
29	Мичуринский ГАУ	1,0	1,0	0	0,75	0,3	3,05
30	Нижегородская ГСХА	1,0	1,0	0	0,55	0,3	2,85
31	Омский ГАУ	1,0	1,0	0,5	1,0	0,3	3,80
32	Орловский ГАУ	1,0	1,0	0	1,0	0,3	3,30
33	Пермский ГАТУ	1,0	0	0	1,0	0,3	2,30
34	РГАЗУ	0	0	0	0,55	0,3	0,85
35	Рязанский ГАТУ	1,0	0	0	0,75	0,3	2,05
36	СПб ГАВМ	0	0	0	0,55	0,3	0,85
37	Саратовский ГАУ	1,0	1,0	0	1,0	0,3	3,30
38	Смоленская ГСХА	1,0	0	0	1,0	0,3	2,30
39	Ульяновский ГАУ	1,0	0	0	0,55	0,3	1,85
40	Якутская ГСХА	1,0	0	0	1,0	0,3	2,30
41	ГАУСЗ	0,3	0	0	1,0	0,3	1,60
42	Чувашская ГСХА	1,0	0	0	0,75	0,3	2,05
43	Ярославская ГСХА	1,0	0	0	1,0	0	2,00

Для группы показателей «Технико-цифровой» (рис. 2.21):

— на вопрос о количестве компьютеризированных рабочих мест в опытных хозяйствах положительно ответили почти 80% опрошенных организаций. Большая часть из них (51,2%) – это учхозы, располагающие до 5 рабочих мест, оборудованных компьютерной техникой. Свыше 20 компьютеризированных рабочих мест имеют около 5% респондентов;

— большинство опытных хозяйств вузов, участвующих в опросе, не имеют проблем, связанных с качеством услуг Интернет и сотовой связи, в пределах всей площади (55,8%). О наличии связи только в офисе и неустойчивой связи, в пределах хозяйства, заявили, соответственно, 14,0% и 27,9% опрошенных организаций. 2,3% опытных хозяйств не имеют Интернет-соединения, в пределах своей территории;

Рисунок 2.21 – Результаты анкетирования вузов, по группе показателей «Технико-цифровой»

— техникой, оборудованной системами спутниковой навигации не располагают почти 42% хозяйств. До 100% сельскохозяйственных машин, оборудованных системами ГЛОНАСС/GPS имеют лишь 7,0% организаций. Остальные опытные хозяйства имеют в наличии от 5,0 до 70,0% техники с данными системами;

— оцифровку границ опытно-производственных участков, в объеме 100% выполнили 39,5% образовательных организаций. 46,5% вузов не имеют оцифрованных границ полей в своих опытных хозяйствах;

— почвенное картирование, на основе выполненного агрохимического обследования почв, в полном объеме имеют в своих учхозах 23,3% вузов. 44,2% организаций располагают лишь результатами агрохимического обследования.

Результаты оценки участвующих в опросе вузов, по группе показателей «Технико-цифровой» представлены в таблице 2.8.

Таблица 2.8. Ранжирование вузов по показателю «Технико-цифровой»

№ п/п	Наименование вуза	Код вопроса					Суммарный балл показателя
№ п/п	Наименование вуза	6	7	8	9	10	Суммарный балл показателя
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Алтайский ГАУ	0,25	1,00	0,2	0	0	1,45
2	Белгородский ГАУ	0,75	1,00	0,4	1,0	1,0	4,15
3	Бурятская ГСХА	0	1,00	0	0,66	0,5	2,16
4	Волгоградский ГАУ	0,25	1,00	0	1,0	1,0	3,25
5	Воронежский ГАУ	0,25	1,00	0	0	0	1,25
6	Донской ГАУ	0,25	0,66	0,2	0	0,5	1,61
7	Ижевская ГСХА	0,75	1,00	0,6	0,33	0,5	3,18
8	КБГАУ	0	0,33	0	0	0	0,33
9	Башкирский ГАУ	0,25	1,00	0,4	1,0	1,0	3,65
10	Брянский ГАУ	0,25	1,00	0,2	1,0	1,0	3,45
11	Великолукская ГСХА	0,25	0,66	0,2	0	0,5	1,61
12	Вятская ГСХА	0,25	0,66	0	0,33	0,5	1,74
13	ГУЗ	0	0,33	0	0	0	0,33
14	Дальневосточный ГАУ	0,25	1,00	0,4	0,66	0,5	2,81
15	Ивановская ГСХА	0	1,00	0	0	0	1,00
16	Казанская ГАВМ	0	0,33	0	0	0	0,33
17	Казанский ГАУ	0	0	0	0	0	0
18	Костромская ГСХА	0,25	1,00	0,2	0	0,5	1,95
19	Кубанский ГАУ	1,00	1,00	1,0	1,0	1,0	5,00
20	Курская ГСХА	0,50	1,00	0,4	0	0,5	2,40
21	Московская ГАВМ и Б	0	0,33	0	0	0	0,33
22	Новосибирский ГАУ	0,50	0,66	0	0	0,5	1,66
23	Оренбургский ГАУ	0,25	1,00	0,4	0,33	0,5	2,48
24	Пензенский ГАУ	0,25	1,00	1,0	1,0	0,5	3,75
25	Приморская ГСХА	0,25	0,33	0,4	0	0,5	1,48
26	Самарский ГАУ	0,25	1,00	0,8	1,0	0,5	3,55
27	СПб ГАУ	0,25	0,33	0	0	0	0,58
28	Красноярский ГАУ	0,50	0,33	0,4	1,0	0,5	2,73
29	Мичуринский ГАУ	0,50	1,00	0	0,33	0,5	2,33
30	Нижегородская ГСХА	0	1,00	0	0	0	1,00
31	Омский ГАУ	0,50	1,00	0,4	1,0	1,0	3,90
32	Орловский ГАУ	0,25	0,66	0,8	1,0	1,0	3,71
33	Пермский ГАТУ	0,25	1,00	0	1,0	0,5	2,75

Продолжение табл. 2.8

1	2	3	4	5	6	7	8
34	РГАЗУ	0	0,33	0	0	0	0,33
35	Рязанский ГАТУ	0,25	1,00	0,8	0	0,5	2,55
36	СПб ГАВМ	0	0,33	0	0	0	0,33
37	Саратовский ГАУ	0,75	0,33	0,6	1,0	1,0	3,68
38	Смоленская ГСХА	0,25	1,00	0,4	0	0,5	2,15
39	Ульяновский ГАУ	0,50	0,66	1,0	1,0	1,0	4,16
40	Якутская ГСХА	0,25	0,33	0,4	1,0	0	1,98
41	ГАУСЗ	1,00	1,00	0,8	1,0	1,0	4,80
42	Чувашская ГСХА	0,25	1,00	0,6	1,0	0	2,85
43	Ярославская ГСХА	0,25	0,33	0	1,0	0,5	2,08

Для группы показателей «Производственно-технологический» (рис. 2.22):

— большая часть опрошенных вузов (85,7%) располагают опытным хозяйством. Среди респондентов, участвующих в опросе, не имеют собственной учебно-научно-производственной базы для организации цифрового опытного хозяйства 6 образовательных организаций: Кабардино-Балкарский ГАУ, ГУЗ, Казанская ГАВМ, Московская ГАВМиБ, РГАЗУ, Санкт-Петербургская ГАВМ;

— профиль «Растениеводство» характерен для деятельности большинства опытных хозяйств аграрных вузов (64,9%). В 28,1% вузов опытные хозяйства заняты животноводством. Еще по 2 вуза (3,5%), заявили о деятельности в области лесоразведения и иных направления деятельности, например, виноградарства;

— площади земель сельскохозяйственного назначения опытных хозяйств сильно варьируются. Так, большинство вузов (35,1%) располагают площадью от 1000 до 10000 га. 29,7% опытных хозяйств имеют в наличии от 100 до 1000 га. Площадью до 10 га и свыше 10000 га располагают 5,4% и 13,5% вузов, соответственно. Среди опытных хозяйств, занятых животноводством, количеством голов скота, более 1000 (с учетом птицеводства), располагают 11,1%. 38,9% хозяйств имеют в наличии до 10 голов скота; от 10 до 100 – 27,8%; от 100 до 1000 – 22,2% вузов;

— автопарк самоходных машин в учхозах составляет до 5 единиц – в 10,8% вузов; от 5 до 10 – в 32,4% хозяйств; от 10 до 20 машин – в 27,0% учхозах. Более 20 единиц самоходной техники имеют в своих опытных хозяйствах 29,7% образовательных учреждений;

— удаленность учхозов от черты города для 21,6% опрошенных вузов составляет более 20 км. В черте города имеют опытные хозяйства 13,5% образовательных организаций. До 1 км, до 10 км и до 20 км – удаленность учхозов для 8,1%, для 32,4% и 24,3% вузов – соответственно.

Результаты оценки участвующих в опросе вузов, по группе показателей «Производственно-технологический» представлены в таблице 2.9.

Как видно из представленной таблицы, безоговорочными лидерами в рейтинге вузов по показателю «Производственно-технологический» являются Кубанский ГАУ и Курская ГСХА, набравшие, соответственно, 5,06 и 5,60 суммарных баллов экспертной оценки. Белгородский ГАУ, с оценкой рейтинга 4,86, так же имеет достаточно высокие возможности развития цифрового опытного хозяйства на своей базе.

Оценка научно-образовательного потенциала вузов, проводилась по 2 блокам вопросов, одновременно. Результаты опроса показали следующее:

Рисунок 2.22 – Результаты анкетирования вузов, по группе показателей «Производственно-технологический»

Таблица 2.9. Ранжирование вузов по показателю «Производственно-технологический»

№ п/п	Наименование вуза	Код вопроса					Суммарный балл показателя
№ п/п	Наименование вуза	16	17	18	19	20	Суммарный балл показателя
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Алтайский ГАУ	1	0,66	1,1	0,5	1	4,26
2	Белгородский ГАУ	1	0,66	1,6	1	0,6	4,86
3	Бурятская ГСХА	1	0,33	0,4	0,5	0,4	2,63
4	Волгоградский ГАУ	1	0,33	1,25	1	0,4	3,98
5	Воронежский ГАУ	1	0,66	1,1	0,5	1	4,26
6	Донской ГАУ	1	0,66	1,3	0,75	0,8	4,51
7	Ижевская ГСХА	1	0,66	0,8	1	0,2	3,66
8	КБГАУ	0	0	0	0	0	0,00
9	Башкирский ГАУ	1	0,66	0,6	0,5	0,4	3,16
10	Брянский ГАУ	1	0,33	0,45	0,75	0,6	3,13
11	Великолукская ГСХА	1	0,66	0,65	0,75	0,8	3,86
12	Вятская ГСХА	1	0,33	0,85	0,75	1	3,93
13	ГУЗ	0	0	0	0	0	2,10
14	Дальневосточный ГАУ	1	0,33	0,8	0,75	0,2	3,08
15	Ивановская ГСХА	1	0,33	0,6	0,75	0,4	3,08
16	Казанская ГАВМ	0	0	0	0	0	0,00
17	Казанский ГАУ	1	0,33	0,4	0,75	0,2	2,68
18	Костромская ГСХА	1	0,33	0,4	0,5	0,6	2,83
19	Кубанский ГАУ	1	0,66	2	1	0,4	5,06
20	Курская ГСХА	1	1	1,6	1	1	5,60
21	Московская ГАВМ и Б	0	0	0	0	0	0,00
22	Новосибирский ГАУ	1	0,33	0,8	1	0,6	3,73
23	Оренбургский ГАУ	1	1	1,75	1	0,2	4,95
24	Пензенский ГАУ	1	0,33	0,6	0,25	0,2	2,38
25	Приморская ГСХА	1	1	1,1	0,5	0,4	4,00
26	Самарский ГАУ	1	0,33	0,8	0,5	0,6	3,23
27	СПб ГАУ	1	0,66	1,6	0,25	0,6	4,11
28	Красноярский ГАУ	1	0,66	1,6	1	0,2	4,46
29	Мичуринский ГАУ	1	0,33	0,8	0,25	0,8	3,18
30	Нижегородская ГСХА	1	0,33	0,4	0,5	0,6	2,83
31	Омский ГАУ	1	0,33	0,6	0,25	0,4	2,58
32	Орловский ГАУ	1	0,33	1	0,75	0,6	3,68
33	Пермский ГАТУ	1	0,33	0,8	0,5	0,6	3,23
34	РГАЗУ	0	0	0	0	0	0,00
35	Рязанский ГАТУ	1	0,33	1	0,75	0,4	3,48
36	СПб ГАВМ	0	0	0	0	0	0,00
37	Саратовский ГАУ	1	0,33	0,8	1	0,2	3,33
38	Смоленская ГСХА	1	0,33	0,6	0,75	0,6	3,28
39	Ульяновский ГАУ	1	0,66	0,85	0,5	0,6	3,61
40	Якутская ГСХА	1	0,66	1,3	1	0,4	4,36
41	ГАУСЗ	1	0,66	0,45	1	1	4,11
42	Чувашская ГСХА	1	0,66	0,85	0,5	0,2	3,21
43	Ярославская ГСХА	1	0,33	0,4	0,5	0,6	2,83

На основании выполненного анализа возможностей и потенциала вузов, в отношение каждой группы показателей, сформирована итоговая комплексная оценка, учитывающая все рассмотренные факторы (табл. 2,10).

Как видно, ранговые оценки типа потенциала вполне адекватно описывают формальные перспективы каждого вуза, применительно к созданию и развитию на своей базе экспериментального цифрового опытного хозяйства.

К группе вузов с низким потенциалом развития экспериментального цифрового опытного хозяйства отнесены образовательные организации, не имеющие хозяйственной базы. К таким вузам относятся Государственный университет землеустройства, Казанская ГАВМ, Кабардино-Балкарский аграрный университет, Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина, Российский государственный аграрный заочный университет, Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины. Создание в данных вузах цифрового опытного хозяйства должно начинаться с организации опытного поля, либо иных производственных условий, в которых активное участие будут принимать как сотрудники, так и обучающиеся вуза.

Лидерами в рейтинге по комплексному показателю потенциала развития цифрового хозяйства, являются образовательные организации, накопившие достаточный опыт применения элементов цифровых технологий в сельском хозяйстве на собственной базе, активно участвующие в научной и образовательной цифровой среде, располагающие собственными научно-техническими разработками и имеющими мощную производственную инфраструктуру. К таким образовательным организациям, без сомнения можно отнести Кубанский ГАУ, располагающий двумя полностью оснащенными учебно-производственными комплексами, Белгородский ГАУ, уже создавший на собственной базе цифровую среду и являющийся признанным в стране флагманом в реализации задач цифровой трансформации сельскохозяйственного производства и учебного процесса, Волгоградский ГАУ, обладающий хороши заделом научных разработок и серьезной материально-технической базой, Брянский ГАУ, Орловский государственный аграрный университет, который внедрил в своем научно-образовательном опытном хозяйстве, экспериментальное цифровое опытное хозяйство, как пример реализации задач цифровой трансформации сельского хозяйства, являющийся участником созданного в регионе Центра компетенций в области цифрового сельского хозяйства и активно сотрудничающий с региональными представителями Кластера ГЛОНАСС – разработчиками цифровых новых технико-технологических решений в сфере сельского хозяйства.

Данные расчетные показатели потенциала вузов, должны быть учтены при выборе стратегии создания и развития цифровых опытных хозяйств в образовательных учреждениях.

Таблица 2.10. Ранжирование вузов по комплексному показателю «Потенциал по проекту «Экспериментальное цифровое опытное хозяйство»»

Наименование вуза	Суммарные баллы показателей потенциала							Комплексный показатель вуза	Тип потенциала вуза
Наименование вуза	1	2	3	4	5	6	7	Комплексный показатель вуза	Тип потенциала вуза
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Кубанский ГАУ	3,3	5	5,06	13,36	1,14	1,11	1,42	4,45	Высокий
Белгородский ГАУ	2,85	4,15	4,86	11,86	1,12	1,02	1,42	3,95
Волгоградский ГАУ	4,3	3,25	3,98	11,53	0,75	1,02	1,41	3,84
Брянский ГАУ	4,3	3,45	3,13	10,88	0,75	1,01	1,40	3,63
Орловский ГАУ	3,3	3,71	3,68	10,69	0,75	1,00	1,40	3,56
Башкирский ГАУ	3,8	3,65	3,16	10,61	0,5	1,00	1,63	3,54
ГАУСЗ	1,6	4,8	4,11	10,51	0,5	1,00	1,21	3,50
Самарский ГАУ	3,7	3,55	3,23	10,48	0,5	0,98	1,19	3,49
Оренбургский ГАУ	2,95	2,48	4,95	10,38	0,5	0,96	1,06	3,46
Саратовский ГАУ	3,3	3,68	3,33	10,31	0,5	0,96	1,04	3,44
Омский ГАУ	3,8	3,9	2,58	10,28	0,5	0,95	0,58	3,43	Выше среднего
Ижевская ГСХА	3,1	3,18	3,66	9,94	0,25	0,93	0,58	3,31
Ульяновский ГАУ	1,85	4,16	3,61	9,62	0,25	0,93	0,57	3,21
Курская ГСХА	1,15	2,4	5,6	9,15	0,25	0,91	0,57	3,05
Алтайский ГАУ	3,3	1,45	4,26	9,01	0,25	0,89	0,56	3,00
Красноярский ГАУ	1,65	2,73	4,46	8,84	0,25	0,87	0,53	2,95
Якутская ГСХА	2,3	1,98	4,36	8,64	0,25	0,87	0,53	2,88
Мичуринский ГАУ	3,05	2,33	3,18	8,56	0,25	0,79	0,53	2,85
Великолукская ГСХА	3,05	1,61	3,86	8,52	0,25	0,75	0,53	2,84
Пензенский ГАУ	2,3	3,75	2,38	8,43	0,25	0,75	0,51	2,81

Продолжение табл. 2.10

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Новосибирский ГАУ	3,05	1,66	3,73	8,44	0,25	0,75	0,51	2,81
Костромская ГСХА	3,65	1,95	2,83	8,43	0,25	0,75	0,50	2,81
Пермский ГАТУ	2,3	2,75	3,23	8,28	0,25	0,75	0,50	2,76
Донской ГАУ	2,05	1,61	4,51	8,17	0,25	0,75	0,50	2,72
Чувашская ГСХА	2,05	2,85	3,21	8,11	0,25	0,75	0,50	2,70
Рязанский ГАТУ	2,05	2,55	3,48	8,08	0,25	0,75	0,50	2,69
Вятская ГСХА	2,4	1,74	3,93	8,07	0,25	0,75	0,50	2,69
Дальневосточный ГАУ	2,05	2,81	3,08	7,94	0,25	0,75	0,50	2,65
Смоленская ГСХА	2,3	2,15	3,28	7,73	0,25	0,55	0,50	2,58
Приморская ГСХА	2,05	1,48	4	7,53	0,25	0,55	0,3	2,51	Средний
Воронежский ГАУ	2,0	1,25	4,26	7,51	0,25	0,55	0,3	2,50
Ивановская ГСХА	3,0	1	3,08	7,08	0,25	0,55	0,3	2,36
Ярославская ГСХА	2,0	2,08	2,83	6,91	0,25	0,55	0,2	2,30
Нижегородская ГСХА	2,85	1	2,83	6,68	0	0,55	0,2	2,23
СПб ГАУ	1,85	0,58	4,11	6,54	0	0,55	0,2	2,18
Бурятская ГСХА	1,75	2,16	2,63	6,54	0	0,55	0,12	2,18	Ниже среднего
Казанский ГАУ	2,85	0	2,68	5,53	0	0,55	0,11	1,84	Ниже среднего
ГУЗ	2,15	0,33	2,1	4,58	0	0,55	0,11	1,53	Низкий
Казанская ГАВМ	1,85	0,33	0	2,18	0	0,55	0,11	0,73
КБГАУ	0,85	0,33	0	1,18	0	0,55	0,10	0,39
Московская ГАВМ и Б	0,85	0,33	0	1,18	0	0,35	0,10	0,39
РГАЗУ	0,85	0,33	0	1,18	0	0,35	0,10	0,39
СПб ГАВМ	0,85	0,33	0	1,18	0	0,1	0,10	0,39

2.5 Выводы по Главе 2

1. На основании изучения открытых ресурсов и литературных источников, рассмотрены условия для создания и развития на базе аграрных вузов экспериментальных цифровых опытных хозяйств.

2. Установлено, что большая часть образовательных организаций заняты исследованиями в области цифровых сельскохозяйственных технологий. Значительная часть вузов имеет практические результаты в сфере цифровизации учебного процесса и опытного производства. Элементы цифровых технологий применяются в опытно-производственных хозяйствах.

3. Следует отметить, что в рамках основных профессиональных образовательных программ всех вузов Минсельхоза России раскрываются элементы цифровизации сельского хозяйства с учетом особенностей специальностей подготовки бакалавров, магистров, и аспирантов. Также можно увидеть, что научные изыскания также реализуются по направлениям развития технологий точного сельского хозяйства.

4. Разработана анкета социологического опроса вузов Минсельхоза России, в которой приняли участие 43 образовательные организации. 35 вопросов анкеты направлены на получение информации в области оценки потенциала аграрных вузов в части создания и развития опытных цифровых хозяйств.

5. Предложена методика и критерии оценки потенциала вузов по реализации проекта «экспериментальное цифровое опытное хозяйство». Приведена схема оценки развития такого проекта на базе аграрного вуза. Предложен интегральный показатель оценки с применением методов статистики, социологического и экспертного опросов. Объективная оценка эффективности цифровизации на уровне опытного хозяйства отдельного вуза окажет важную роль при принятии дифференцированных стратегий по цифровой трансформации организаций аграрного сектора.

6. На основании расчета отдельных значений критериев по семи сформулированным показателям, получены ранжированные оценки участвующих в опросе вузов, по комплексному показателю «Потенциал по проекту «Экспериментальное цифровое опытное хозяйство».

7. Полученные значения рейтинговой оценки должны учитываться при выборе стратегии создания и развития экспериментальных цифровых опытных хозяйств в образовательных организациях Минсельхоза России.

Глава 3. Концептуальные основы создания и развития экспериментального цифрового опытного хозяйства высшего образовательного учреждения

3.1 Понятие о Концепции цифровой платформы опытного хозяйства аграрного вуза

В разработанном Минсельхозом России проекте отраслевой программе «Цифровое сельское хозяйство» [13] отмечено, что наша страна располагает значительным резервом повышения эффективности сельскохозяйственного производства (в 3…5 раз), в том числе, за счет увеличения производительности труда и полноценного использования возможностей современных цифровых платформ для управления, как на макро-, так и на локальных уровнях производства. При этом, одними из предметных задач цифровой трансформации сельского хозяйства обозначены создание инновационных хозяйств, как площадок для отработки технологий и обучения, а также содействие в разработке и внедрению в систему высшего и среднего профессионального образования новых образовательных программ и стандартов обучения по инновационным технологиям цифрового земледелия, в курсы повышения квалификации кадров для АПК, обеспечение комплекса мер по трансферту знаний и распространения технологий сберегающего земледелия и биотехнологий в сельхозпроизводстве.

Учитывая специфику высших учебных заведений аграрного профиля, в большинстве своем, располагающих опытными учебно-производственными хозяйствами, материальной базой, разветвленной структурой многоуровневого образовательного пространства, очевидно, насколько важной для развития новой аграрной технологической политики государства может стать роль, отводимая цифровым опытным хозяйствам, создаваемым в сельхозвузах.

Используя общепринятые определения, сформулировать понятие о Концепции, как документе стратегического планирования. На основании анализа известных политико-программных документов, в том числе – основополагающих правовых актов в сфере цифровой трансформации отраслей экономики, предложить структуру Концепции развития экспериментального цифрового опытного хозяйства аграрного вуза.

Информационную базу исследования составили действующие в настоящее время политико-программные документы государственного уровня, а также иностранные публикации и руководства по разработке национальных стратегий. В работе использовались принципы комплексного подхода, аналитический метод, метод аналогии и др.

Такие категории официальных документов как «Стратегия», «Концепция», «Доктрина», «Парадигма», «Программа» в последние годы стали активно использоваться на всех уровнях государственной власти. Являясь политико-программными документами, они образуют самостоятельные источники права [179, 180]. Включение же их в правовую систему автоматически влияет на суть законов, подзаконных актов, целевых программ и планов, разрабатываемых на их основе. Между тем, в рассматриваемых категориях документов до настоящего времени отсутствуют четко определенные разграничения в последовательности создания, форме, содержании и сферы использования.

Используя общепринятые определения и имеющиеся научные обоснования, постараемся конкретизировать понятийно-процедурный аппарат характеризуемый принадлежностью к определенному виду программного акта.

Так, например, в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона [181] термин «Программа» (от греч. προ — пред, греч. γράμμα — запись) — краткое изложение того, что должно быть исполнено. Экономический словарь терминов [182] дает определение программы (экономической, социальной), как совокупности взаимоувязанных мер, плана действий, направленных на достижение единой цели, решение одной проблемы.

Термин «Парадигма» (от греч. παράδειγμα — пример, образец), американский историк физики Т. Кун трактует, как “…признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают модель постановки проблем и их решений научному сообществу” [183]. Таким образом, в науке парадигму можно считать общепризнанным эталоном, примером научного исследования, который включает закон, теорию, их практическое применение, метод, оборудование и пр. Это правила, стандарты научной деятельности, принятые в научном сообществе на сегодняшний день [184].

«Доктрина» (лат. doctrina — учение, наука, обучение, образованность) [185] – это научная или философская теория, система, руководящий теоретический или политический принцип, а также целостная совокупность принципов, используемых в качестве основы некоей программы действий, декларация, содержащая принципы, цели и задачи политики государства в определённой области, систему взглядов и положений о направлении деятельности, ее способы и средства. Исходя из обзора опубликованных официальных доктрин, А.В. Нестеров предлагает рассматривать доктрину в России, как систему взглядов (идей) официальной элиты о некоторой сфере деятельности и выступающих составной частью национальной идеологии [186].

Избегая первоначальной «военной» трактовки термина «Стратегия» (от древнегреческого στρατηγία — искусство полководца) [181], под ним обычно понимается общий, не детализированный план какой-либо деятельности, охватывающий длительный период времени, способ достижения цели [187]. Некоторые исследователи [186, 188] полагают, что стратегия должна определять систему взаимоувязанных по задачам, срокам и ресурсам целевых программ, отдельных проектов и внепрограммных мероприятий. В работе М.А. Мушинского [189] находим более подробную трактовку стратегии, уже как разновидности документа. Автор дает определение Стратегии, как разрабатываемого в рамках целеполагания документа стратегического планирования. Утверждается, что последний должен содержать, в том числе, такие элементы, как долгосрочные задачи общественного развития и законодательного регулирования, сформулированные в соответствии с определенными в концепции целями, а также основные (долгосрочные) направления и параметры устойчивого общественного развития, вытекающие из ранее изданных концепций с учетом определённых в них приоритетов. Самой же Концепции М.А. Мушинским также присваивается юридический статус разрабатываемого в рамках целеполагания документа стратегического планирования, во многом основанного на доктрине.

Философское понятие «Концепция» (лат. conceptio – понимание, единый замысел, ведущая мысль) подразумевает стратегию действий, определенную и всесторонне обоснованную систему понимания какого-либо предмета, явления или процесса. Согласно трактовке, изложенной в [190], “Концепция – это система взглядов, выражающая определенный способ видения (точку зрения), понимания, трактовки каких-либо предметов, явлений, процессов и презентующая ведущую идею или (и) конструктивный принцип, реализующие определенный замысел в той или иной теоретической знаниевой практике. Концепция – базовый способ оформления, организации и развертывания дисциплинарного знания … вводит в теоретические дискурсы дисциплин их исходные принципы и предпосылки, определяющие базисные понятия – концепты и схемы рассуждений, формируя «фундаментальные вопросы» («идеи»), в соотнесении с которыми получают свое значение и обоснование выстраиваемые внутри этих дискурсов специальные утверждения”. В [186] утверждается, что концепция должна представлять модель целевых устремлений, желаемого состояния, в которой должны присутствовать не только декларации, но и обоснования и доказательства необходимости и достаточности концепта.

Возвращаясь к [189], находим основные элементы, закрепленные в Концепции, как документе государственного уровня, имеющем юридический статус: «…1) базирующиеся на доктрине актуальные взгляды политического руководства государства на современное состояние дел в какой-либо сфере социальной жизни и (или) публично-властного управления; 2) принципы правовой политики в данной сфере; 3) сформулированные в самом общем виде социальные стандарты, основные направления развития социума и власти в данной сфере, каналы взаимодействия государств а и гражданского общества, оценка имеющихся проблем. Направления противодействия угрозам и деструктивным явлениям, цели общественного развития; 4) сформулированные в самом общем виде приоритеты политико-правового регулирования в данной сфере. В необходимых случаях в концепции выражается также связь указанных основных направлений, целей и приоритетов с положениями Конституции Российской Федерации, принципами и нормами международного права, и международными обязательствами России».

Рассмотрим структуру Концепций, разработанных в качестве основополагающих документов, регламентирующих процессы развития отдельных направлений деятельности в Российской Федерации [191-206].

Как правило, подобные правовые документы включают от 5 до 8 основных разделов. Общие положения (введение) содержат информацию о направленности Концепции, ее соответствие Конституции российской Федерации, федеральным законам и иным нормативным правовым актам; общепризнанным принципам и нормам международного права в данной сфере деятельности; здесь, в целом, определяются цели, принципы, задачи и основные направления политики Российской Федерации в реформируемой области.

Во втором разделе приводятся основные понятия, отражаются современное состояние, тенденции развития и анализ проблемы, требующей решения, рассматривается зарубежный опыт, обосновывается необходимость принятия данной Концепции; здесь же может быть освещена взаимосвязь настоящей Концепции с другими направлениями развития и реформирования государственного управления.

Третий раздел детализирует цели, принципы, задачи и основные направления развития предлагаемой реформы; в некоторых документах указывается конкретный временной период действия Концепции (например, «до 2025 года»).

Последующие разделы Концепции отражают вопросы информационного и аналитического обеспечения ее реализации, нормативно-правового регулирования, направления совершенствования нормативно-правовой базы в реформируемой области, развитие материально-технической базы и инфраструктуры.

Заключительные разделы содержат механизмы (инструменты) реализации, основные этапы и ожидаемые результаты реализации Концепции, показатели достижения ее целей, систему мониторинга и оценки. Структура многих известных Концепций предусматривает, также, раздел с обоснованием объемов и источников финансирования предлагаемых мероприятий. Кроме того, к некоторым правовым документам прилагаются планы мероприятий («дорожные карты») по реализации Концепции.

Подходя к вопросу о необходимости разработки некоего программного документа, формулирующего основные направления развития цифровизации сельского хозяйства, следует отметить уже имеющиеся результаты.

Так, за рубежом многими авторами предлагаются новые подходы к цифровому сельскому хозяйству, обсуждается требование к выдвижению концепции сельского хозяйства, которая рассматривается как поворотный момент для нормализации и стимулирования развития международного сельского хозяйства [207-210], подготовлено руководство по разработке национальных стратегий электронного сельского хозяйства [211].

В России, с целью реализации нового направления программы «Цифровая экономика Российской Федерации» [12], Минсельхозом ведется работа над проектом отраслевой подпрограммы «Цифровое сельское хозяйство» [13].

Структуры первоначальной версии проекта документа, предусматривающего цифровую трансформацию отрасли сельского хозяйства Российской Федерации (Концепция «Научно-технологического развития цифрового сельского хозяйства «Цифровое сельское хозяйство» [212]), как и пояснительной записки к [13], незначительно отличаясь, содержат следующие разделы:

1. Информация о трансформируемой отрасли/сфере деятельности, которую охватывает новое направление;

2. Команда, предлагающая направление;

3. Цели и задачи цифровой трансформации отрасли/сферы деятельности;

4. Сценарий цифровой трансформации отрасли/сферы деятельности;

5. Ожидаемые условия партнёрства бизнеса и государства;

6. Влияние на достижение показателей отраслевых стратегий (программных документов);

7. Наличие возможности интеграции инициатив нового направления с направлениями НТИ;

8. Наличие возможности интеграции с текущими направлениями программы «Цифровая экономика Российской Федерации»;

9. Возможности для международной кооперации (приоритетно ЕАЭС);

10. Возможности для совместной реализации международных проектов;

11. Образ результата на 2021/2024 по итогам реализации направления;

12. Предложение по центру компетенций;

13. График разработки плана мероприятий нового направления;

14. Предлагаемые для нового направления показатели и индикаторы в динамике по контрольным годам;

15. Дополнительная информация о новом направлении.

Как видно, общая организация структуры этих документов, в целом, соответствует построению уже принятых и утвержденных государственных концепций. Следовательно, подобная схема может быть использована для формирования Концепции, как программного документа создания цифровой платформы отдельной организации, в частности — опытного хозяйства аграрного вуза.

Подводя итог выполненному исследованию, сформулируем определение понятия Концепции, как документа стратегического планирования развития экспериментального цифрового опытного хозяйства аграрного вуза и сформулируем основные разделы данного акта.

Под Концепцией развития экспериментального цифрового опытного хозяйства аграрного вуза следует понимать документ стратегического планирования, разработанный на основе анализа состояния трендов цифровой трансформации сельского хозяйства в России и в мире, а также оценки особенностей вузов Минсельхоза России в области цифровизации учебно-опытных и производственных процессов, представляющий систему взглядов на базовые принципы, приоритетные направления, цели и задачи развития экспериментального цифрового опытного хозяйства на базе аграрного вуза.

Основные разделы структуры Концепции по развитию экспериментального цифрового опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения, как программного документа:

Введение. Здесь должны быть отражены сведения о направленности Концепции, ее соответствию целям и задачам государственной программы «Цифровая экономика Российской Федерации», ведомственного проекта «Цифровое сельское хозяйство», региональным нормативным правовым актам в сфере цифровой трансформации отраслей экономики, Уставу и Положениям образовательной организации. Кроме того, здесь должны быть определены цели, принципы, задачи и основные направления политики университета в реформируемой области.

Раздел 1. Анализ состояния и развития цифровой трансформации сельского хозяйства в современном мире. Приоритеты политики региона и высшего учебного заведения. Содержит общую информацию о трансформируемой отрасли экономики на мировом, государственном и региональном уровнях. Раскрывается специфика, описание сферы деятельности и достигнутые результаты опытного хозяйства университета, охватываемого новым направлением. Приводятся основные понятия, отражаются современное состояние, тенденции развития и анализ проблемы цифровизации сельского хозяйства в нашей стране и за рубежом, обосновывается необходимость принятия Концепции трансформации опытного хозяйства университета, с учетом имеющихся условий. Освещается взаимосвязь разрабатываемой Концепции с программно-правовыми актами государственного и регионального уровней, другими направлениями развития и реформирования университета. Могут быть сформулированы предложения по созданию центра компетенций в сфере цифровизации сельского хозяйства, на базе вуза.

Раздел 2. Цели и задачи цифровой трансформации опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения. Формулируются цели и задачи цифровой трансформации экспериментального опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения. Весьма важным здесь является планирование задач, направленных на развитие и повышение эффективности деятельности не только в производстве, но и в научно-образовательной сфере.

Раздел 3. Сценарий цифровой трансформации опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения. Приводится детализированная программа цифровой трансформации экспериментального опытного хозяйства университета. Отражены вопросы совершенствования нормативно-правового обеспечения университета в реформируемой области, развитие материально-технической базы и инфраструктуры. В частности, обосновывается состав и архитектура цифровой платформы опытного хозяйства, предлагается набор цифровых субплатформ с соответствующим программным обеспечением и реализуемыми сквозными технологиями. Здесь же предлагаются этапы создания цифровой платформы, в целом. При необходимости указывается конкретный временной период действия Концепции.

Раздел 4. Ожидаемые условия партнерства с бизнесом и властью. Содержит ожидаемые условия, механизмы партнёрства и кооперации с бизнесом и властью на региональном и федеральном уровнях.

Раздел 5. Перспективы процессов интеграции процессов цифровизации опытного хозяйства. Включает перспективы интеграции инициатив нового направления с направлениями НТИ и текущими задачами отраслевой программы «Цифровое сельское хозяйство», на уровне отдельного хозяйства.

Раздел 6. Особенности цифровизации опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения. Предусматривает дифференциацию подходов Концепции к созданию опытных хозяйств, учитывающую пестроту фактических возможностей вузов по действующим условиям, с соответствующей корректировкой действий по цифровой трансформации их деятельности.

Раздел 7. Дорожная карта реализации цифровой трансформации опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения. Данный раздел должен содержать график разработки плана мероприятий (дорожную карту) по реализации Концепции, с предлагаемыми для трансформируемого опытного хозяйства и/или вуза системой мониторинга, показателями и индикаторами на заявленный период, а также обоснованием объемов и источников финансирования предлагаемых мероприятий.

Таким образом, разрабатываемая Концепция позволит обозначить основные направления развития экспериментальных цифровых опытных хозяйств, создаваемых на базе аграрных вузов, интегрировать их в схему научно-производственной кооперации страны. Это должно явиться еще одним важным этапом развития “умного сельского хозяйства” в России.

3.2 Цель и задачи развития экспериментального цифрового опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения

Эффективное развитие сельского хозяйства зависит от квалификации специалистов, а в современных условиях основным ресурсом развития и конкурентоспособности является именно интеллектуальный потенциал в условиях повсеместной цифровизации сельского хозяйства. Поэтому для успешного развития регионального АПК необходимо уделять значительное внимание сфере образования и науки, которые являются базисом интеллектуального потенциала [213].

Основой для реализации задач, связанных с внедрением инновационных преобразований в регионах, могут и должны стать аграрные вузы, располагающие соответствующими компетенциями, подготовленными специалистами, учебно-опытным производством и материальной базой.

Так, для обеспечения цифровой трансформации сельского хозяйства, в масштабе региона, может быть создано экспериментальное цифровое опытное хозяйство вуза. Целью его деятельности является отработка, апробирование и внедрение отечественных комплексных сквозных цифровых технологий (в том числе – разработанных в образовательной организации), предназначенных для цифровой трансформации деятельности опытного хозяйства и, в конечном итоге, способствующего формированию отечественного рынка технологий с более доступными для потребителей (производителей сельскохозяйственной продукции) ценами.

Цифровое опытное хозяйство решает следующие основные задачи:

— развитие материально-технической и учебно-производственной базы Университета;

— повышение эффективности и снижение затрат опытно-производственной деятельности экспериментального хозяйства, на основе использования комплексных сквозных цифровых технологий;

— реализация научно-экспериментальной и внедренческой деятельности в сфере цифровой трансформации сельского хозяйства;

— популяризация новых цифровых технологий и повышение доверия к ним, среди сельхозтоваропроизводителей региона;

— телематика данных о внедренных в Цифровое опытное хозяйство цифровых технологий, стоимости вложений, затрат на обслуживание, сокращении издержек, повышении урожайности и производительности бизнес-процессов, видео технологических процессов и др., для использования при проведении конференций как за пределами Цифрового опытного хозяйства, так и на его территории с возможностью выездной демонстрации технологических процессов;

— подготовка высококвалифицированных специалистов в сфере цифрового сельского хозяйства;

— ускорение развития отечественной электронной и радиоэлектронной промышленности, применительно к сельскохозяйственному производству.

Помимо формирования условий для отработки, внедрения и поддержки цифровых сельскохозяйственных технологий, на региональном уровне, реализация поставленных задач будет способствовать повышению эффективности производственной деятельности опытного хозяйства образовательного учреждения, снижению потерь сельскохозяйственной продукции и материальных затрат, увеличению прибыли предприятия; предоставит возможность материально-технического оснащения опытно-производственной и учебно-экспериментальной базы университета самыми современными средствами производства; будет способствовать внедрению в учебный процесс и производство новых отечественных комплексных сквозных цифровых технологий (в том числе – разработанных в университете). Кроме того, совместная деятельность с признанными разработчиками в сфере IT-технологий позволит освоить новые направления научной и инновационной деятельности университета, повысить статус университета, обеспечить его интеграцию и вклад в реализацию задач цифровизации экономики Российской Федерации.

3.3 Основные направления реализации деятельности экспериментального цифрового опытного хозяйства аграрного вуза. Целевые показатели и индикаторы Концепции

Основными направлениями реализации деятельности экспериментального цифрового опытного хозяйства определены:

— формирование объективного мнения всеми хозяйствующими субъектами АПК Орловской области об эффективных цифровых технологиях;

— проведение опытных работ и организация научно-исследовательской деятельности по цифровой трансформации всех видов деятельности НОПЦ «Интеграция»;

— внедрение в процессы управления НОПЦ «Интеграция» технологий «национальной технологической инициативы» — АгроНТИ;

— предоставление обучающимся образовательной организации возможности прохождения практики в экспериментальном цифровом опытном хозяйстве вуза, а также возможности учреждения на базе структурного подразделения центров переподготовки кадров.

Функции экспериментального цифрового опытного хозяйства:

— разработка и внедрение комплексной системы автоматизации финансово-хозяйственной деятельности агропромышленных предприятий с использованием навигационно-телематических спутниковых систем и локализацией данных телеметрического контроля;

— разработка и внедрение сервисной системы дистанционного мониторинга и контроля работы узлов и механизмов сельскохозяйственной техники и систем с использованием CAN, RFID и других высокотехнологичных технологий, универсальных цифровых и инновационных платформ;

— разработка и внедрение электронных карт местности с оцифровкой полей сельскохозяйственных товаропроизводителей, визуализация результатов экономической деятельности (электронные книги истории полей), формирование фонда пространственных данных (фонд хранения базовой геопространственной информации);

— разработка и внедрение программ по использованию беспилотных авиационных систем с формированием цифровых карт полей и мониторингом посевов сельскохозяйственных культур (оценка индекса NDVI) для дифференцированного внесения минеральных удобрений и биологических средств защиты, контроль уборочной кампании;

— разработка и внедрение программ в области систем высокоточного позиционирования, оценки и прогнозирования метеоситуации;

— формирование на базе образовательной организации цифровой инфраструктуры коллективного доступа для обеспечения исследовательской деятельности с использованием цифровых технологий и больших данных;

— реализация высшими учебными заведениями инновационных, научно-исследовательских проектов с использованием различных форм проектного взаимодействия во взаимодействии с передовыми компаниями;

— распространение опыта инновационной деятельности;

— создание органа сертификации, лаборатории качества жизни и продуктов;

— внедрение обучающих программ, направленных на преодоление технологического разрыва в деятельности инновационных компаний, и технологий, используемых на данный момент предприятиями агропромышленного комплекса;

— перспективные образовательные программы инженерного профиля с целью подготовки перспективных специалистов для работы с новыми технологиями;

— оказание юридической помощи инновационным компаниям при подготовке документов по защите интеллектуальной собственности;

— правовой консалтинг текущей финансово-хозяйственной деятельности сельскохозяйственных предприятий.

Приняв за основу сформулированные цель, задачи и основные направления деятельности экспериментального цифрового опытного хозяйства образовательной организации, авторами предложены целевые показатели и индикаторы Концепции.

Таблица 3.1. Целевые показатели и индикаторы Концепции

Показатель	Целевые индикаторы
Показатель	2020 г.	2023 г.	2025 г.
1	2	3	4
Популяризаций направлений новой инициативы
Количество проведенных научно-производственных мероприятий (конференций, выставок, круглых столов и др.)	3	7	15
Количество выступлений, направленных на освещение целей, задач и перспектив цифровой трансформации сельского хозяйства в прессе и на телевидении	3	5	10

Продолжение табл. 3.1

1	2	3	4
Количество публикаций в ведущих научных журналах	10	20	35
Исследования и разработки (R&D) по цифровизации финансово-хозяйственной деятельность субъектов агропромышленного комплекса
Количество решений в области цифрового сельского хозяйства, разработанных участниками центра компетенций и прошедших апробацию на пилотных полигонах	3	7	11
Количество патентов на изобретения и свидетельств о регистрации программы для ЭВМ	2	4	7
Количество кооперационных проектов с использованием различных цифровых технологий и привлечением в проект команд-разработчиков	2	3	5
Количество пилотных полигонов/глубина проникновения цифровых технологий в управление пилотных полигонов (в процентах)	1 (30%)	2 (80%)	3 (100%)
Организация деятельности научно-технического развития
Количество научно-исследовательских проектов, реализованных совместно с инновационными компаниями	2	4	6
Количество проектов по трансляции результатов фундаментальной науки в инженерные приложения	1	5	10
Количество проектов по трансляции результатов фундаментальной науки в технологические приложения	1	2	4
Количество экспериментальных образовательных программ подготовки кадров	2	5	12
Качество подготовки/повышения квалификации специалистов в области цифрового сельского хозяйства, трансфер новых знаний
Количество модернизированных образовательных программ в базовых вузах, шт.	1	3	5
Количество модернизированных образовательных программ в специализированных средних специальных учебных заведениях, шт.	1	2	3
Практическая подготовка учащихся, чел	3	20	100
Повышение квалификации специалистов, чел.	10	100	200
Направление в аспирантуру, чел.	—	1	2

Продолжение табл. 3.1

1	2	3	4
Правой консалтинг, защита интеллектуальной собственности
Количество проектов сопровождения по защите интеллектуальной собственности	2	4	7
Количество обращений за юридической консультацией	120	200	300
Количество обращений за юридической помощью	30	80	150

3.4 Состав и архитектура цифровой платформы опытного хозяйства аграрного вуза

Основой экспериментального цифрового опытного хозяйства является некая базовая аналоговая программа, аккумулирующая цифровую информацию, поступающую от многочисленных интернет-вещей, контролирующих все производственные и хозяйственно-экономические процессы. В последующем, весь объем информации, как текущий, так и архивный, подвергается обработке, с целью оптимизации процессов и выработке прогнозов, для принятия адекватного управленческого решения. При этом весьма важно использовать не «лоскутные» технологии, позволяющие иметь информационные ресурсы по отдельным, часто, не связанным между собой технологическим операциям и процессам, а полный и замкнутый цикл технолого-информационных операций, реализующих цифровую трансформацию всех аспектов деятельности предприятия.

Исходя из положений, сформулированных в работе [214], собственно, цифровая платформа, представляет собой обеспечивающие любой оцифрованный процесс программное и техническое обеспечение, вместе с правилами его функционирования и определенной этими правилами моделью поведения участников данного процесса.

В таком случае, в состав архитектуры цифровой платформы опытного хозяйства, должны войти цифровые субплатформы, каждая из которых представляет собой программный комплекс, реализующий задачи цифровой трансформации данного направления деятельности. Работу каждой цифровой субплатформы должен обеспечивать подобранный комплекс API-приложений (Application Programming Interface — интерфейс прикладных программ), представляющих собой готовые процедуры и решения различных практических прикладных задач.

Исходя из обозначенных выше цели, задач и основных направлений деятельности экспериментального цифрового опытного хозяйства высшего образовательного учреждения, авторами предлагаются следующие цифровые субплатформы первого уровня: «Отрасль», «Материально-техническое обеспечение», «Интеллектуальный потенциал», «Планово-экономическая деятельность», «Научные исследования и разработки», «Подготовка и переподготовка кадров», «Консультационные услуги и трансферт инноваций», «Взаимодействие с органами власти и бизнесом».

Общая архитектура цифровой платформы экспериментального цифрового опытного хозяйства высшего образовательного учреждения, представлена на рис. 3.1.

3.4.1 Субплатформа «Отрасль»

Как показали результаты анкетирования, профиль большинства учебно-производственных хозяйств высших учебных заведений Минсельхоза России, связан с растениеводством (74%), животноводством (14%), а также имеют смешанный профиль производства (12%).

Исходя из данной предпосылки, можно утверждать о целесообразности применения цифровых субплатформ более низкого уровня, направленных на решение конкретных вопросов в подотраслях основного направления деятельности. Так, субплатформа «Растениеводство», сама являющаяся субплатформой 2-ого уровня, может быть разделена на субплатформы «Овощеводство», «Садоводство» и др.

Для данной субплатформы рекомендуется использовать информационное обеспечение по 2 основным группам:

— программные модули для решения отдельных задач, которые возникают в процессе производства растениеводческой продукции;

— программные продукты, способствующие реализации растениеводческой продукции на профильных рынках.

К первой группе можно отнести такие программы, как «1С:Предприятие»; «8. Бухгалтерия сельскохозяйственного предприятия»; специалисты ИнтелТеха разработали подсистему «Учет в растениеводстве», которая учитывает специфику отрасли и особенности производства и реализации растениеводческой продукции.

Рисунок 3.1 – Структура цифровой платформы экспериментального цифрового опытного хозяйства высшего образовательного учреждения

Данная программа позволяет реализовать следующие задачи:

— учет производства и движения готовой продукции;

— учет затрат: затраты под урожай по смежным годам (посев ярых и озимых культур); затраты на сельскохозяйственные культуры, удобрения, труд; затраты на технологические процессы и по видам выполненных работ (подготовка почвы, посев, уборка урожая); затраты на производство (кормопроизводство); затраты по хозяйственным подразделениям;

— учет материальных ресурсов;

— учет посевных площадей;

— расчет себестоимости продукции растениеводства;

— управление автотранспортом и сельскохозяйственной техникой;

— формирование финансовых показателей.

3.4.2 Субплатформа «Материально-техническое обеспечение»

С целью реализации задач материально-технического обеспечения предприятием, может быть использован программный продукт компании 1С «1С:Предприятие 8. МТО материально-техническое обеспечение».

Данное приложение позволяет автоматизировать функции планирования МТО, планирования процессов обеспечения потребностей в МТР, исполнения плана обеспечения, оперативный контроль и анализ исполнения потребностей в МТР.

В дополнение к предложениям типовой конфигурации «Управление производственным предприятием», конфигурация «МТО Материально-техническое обеспечение» учитывает специфику материально-технического обеспечения холдингов и крупных промышленных предприятий и позволяет реализовать следующие возможности:

— управление процессом централизованного формирования потребностей в материалах и оборудовании по статьям расхода и направлениям деятельности в соответствии с выделенным бюджетом (лимитом) на основе единого Классификатора материально-технических ресурсов (МТР);

— управление процессом формирования потребностей в материалах и оборудовании на промышленные объекты в соответствии с запланированными мероприятиями по направлениям деятельности;

— анализ соответствия потребностей в МТР планам, проектам, бюджетам, программам, планово-предупредительным работам и т.д.;

— управление подготовкой и утверждением Плана МТО;

— планирование закупочной деятельности в соответствии с Планом МТО;

— организация конкурентных закупок МТР и формирование спецификации к контрактам на поставку с победителями торгов;

— управление процессом контроля наличия остатков МТР на складах и их распределения в соответствии с потребностями;

— управление процессом контроля наличия запасов на аварийные и непредвиденные ситуации и за своевременностью их пополнения;

— формирование оперативной и управленческой отчетности о выполнении планов обеспечения и закупок на основе единого Классификатора НСИ;

— интеграция с web-площадкой электронных торгов.

3.4.3 Субплатформа «Интеллектуальный потенциал»

Ведение современного, высокоинтесивного производства невозможно без соответствующего накопленного и приобретенного интеллектуального потенциала работников, занятых в производственном процессе.

На основе интеллектуального потенциала, строится рациональная система управления производством, трудовыми и материальными ресурсами. Такая система необходима для внедрения в производство новых технологий, обеспечивающих рост производительности труда, эффективность производства, и, как следствие рост экономических показателей (снижение затрат на производство продукции, и рост рентабельности производства.

Поскольку главная цель управления современным наукоемким производством — обеспечение эффективности деятельности предприятия и его поступательное инновационное развитие, то во многом успех инновационных преобразований на промышленных предприятиях, в отраслях и экономике страны в целом, зависит от персонала и уровня его подготовленности.

В этих условиях внимание к работнику как главной движущей силе научно-технического прогресса является настолько актуальным, что работника в условиях становления инновационной экономики рассматривают уже как основное средство повышения эффективности производства. Причем, повсеместно речь идет о человеческом капитале, а в условиях наукоемкого производства об интеллектуальном капитале. Такое смещение акцента в современном производстве обусловлено тем, что в наукоемком производстве произошел сдвиг от чисто технических навыков к интеллектуальным [215]. Инновационная деятельность строится на умственной работе, требует постоянного повышения уровня компетентности и ответственности работников за вклад в общий результат в связи с неизбежной модернизацией технологического процесса [216, 217].

Совместное взаимодействие работников различных профессий и специальностей, участвующих в комплексных инновационных работах, обеспечивает их квалификационный рост и повышает интеллектуальный потенциал предприятия[218].

Движущим фактором инновационных преобразований и условием достижения высоких результатов является интеллектуальный капитал, безусловным носителем которого является человек. Поэтому основной задачей менеджмента на современном этапе является эффективное использование интеллектуальной составляющей трудового потенциала [219] предприятий, который и определяет инновационную силу каждого из них.

Интеллектуальный потенциал — это совокупность теоретических знаний, практического опыта и индивидуальных способностей работников, осуществляющих работы по созданию инноваций на промышленных предприятиях и в организациях. Необходимо различать абсолютный, или максимально возможный, и реальный потенциал.

Под абсолютным интеллектуальным потенциалом имеют в виду его величину, которая полностью соответствует сложности проблем, стоящих перед научно-техническим персоналом предприятия.

Реальным потенциалом является тот, который фактически проявляется в условиях осуществления трудовых операций. Различие между абсолютным и реальным интеллектуальным потенциалом и составляет тот возможный резерв роста эффективности наукоемкого производства, который можно получить за счет повышения качества деятельности.

Следует отметить, что результаты функционирования наукоемкого предприятия напрямую зависят от успешной реализации научно-исследовательских работ в рамках инновационных проектов. Осуществление инновационной деятельности, связанной с разработкой технологий, новых видов продукции и услуг требует не только эффективного использования имеющего интеллектуального потенциала, но и его развития[218].

Развитие интеллектуального потенциала наукоемкого предприятия достигается за счет постоянного совершенствования профессиональной подготовки специалистов. Необходимость постоянного совершенствования профессиональной подготовки связана именно с особенностями инновационной деятельности на современных предприятиях.

При работе по созданию экспериментального цифрового опытного хозяйства высшего образовательно учреждения должен быть задействован интеллектуальный потенциал специалистов разного профиля.

Поскольку отрасль сельского хозяйства включает в себя земледелие, животноводство и обеспечивающие эти отрасли производства сельскохозяйственные машины и орудия в процессе создания цифровой платформы должны принимать участие агрономы, специалисты в области животноводства, механизации производства и специалисты в области экономики.

Каждый из выше перечисленных специалистов должен иметь накопленный багаж знаний в своей области работы и отвечать за формирование задач, которые необходимо отразить в цифровой платформе.

Интеллектуальный потенциал любого вида или этапа научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, в первую очередь зависит от компетентности персонала. В наукоемком производстве требуются работники разных специальностей: исследователи, теоретики, экспериментаторы, разработчики-конструкторы (технологи) — молодые и с опытом работы [220, 221]. Это связано с тем, что в большинстве случаев инновационные проекты требуют коллегиальности и совместной деятельности как отдельных работников, так и структурных подразделений. Совместную деятельность в научном коллективе необходимо организовать таким образом, чтобы индивидуальные способности каждого сотрудника могли быть реализованы через участие в коллективных разработках, причем эффективность группового взаимодействия должна быть выше, чем при индивидуальной работе.

Процесс развития интеллектуального потенциала работника наиболее эффективен при учете индивидуальных различий персонала наукоемкого предприятия, которые можно разделить на три группы: демографические характеристики (например, возраст и пол), компетентность (например, склонности и способности) и психологические особенности (система ценностей, установки, отношение к работе, характер). Каждый из приведенных факторов важен при определении индивидуальности человека, так как отражает различные стороны личности и может влиять на производительность труда [215, 221]. Значение различных факторов зависит от характера работы и требований работодателя.

Интеллектуальный потенциал работника может быть повышен путем участия работника в различных программах обучения, тренингов и семинаров; с их помощью возможно улучшить и развить необходимые навыки и умения.

Рассматривая пути совершенствования интеллектуального потенциала работников, задействованных в опытном цифровом хозяйстве необходимо учитывать, что работники, занятые в наукоемком предприятии должны обладать специфическими знаниями, необходимыми для выполнения из профессиональных обязанностей. С учетом этих требований работники должны быть подготовлены для выполнения конкретных работ в конкретных условиях и обучены в условиях предприятия.

В этой связи большое значение приобретает формирование компетенций персонала, занятого в наукоемком экспериментальном цифровом опытном хозяйстве, которые в последствии могут быть коммерциализированы и предложены на рынке цифровых услуг в области сельского хозяйства.

Интеллектуальный потенциал каждого работника, и в том числе работников из числа НПР в данной концепции должен рассматриваться как источник инноваций. В этой связи, каждый исследователь, занятый в экспериментальном опытном цифровом хозяйстве должен быть заинтересован в результате своего труда, так как от его труда зависти в целом успешность всего проекта, как с точки зрения научных исследований, так и с точки зрения дальнейшей коммерциализации труда всего коллектива исследователей и разработчиков.

3.4.4 Субплатформа «Планово-экономическая деятельность»

В настоящее время в условиях необходимости экономии финансовых ресурсов на макро- и микроуровнях актуальным является вопрос о необходимости модернизации планирования и управления в организациях.

Внедрение и использование информационных систем в управлении предприятиями как важная часть развития цифровой экономики может значительно повысить эффективность планово-экономической деятельности организации. На рынке информационных систем представлено большое разнообразие компаний, работающих в данной области и производящих продукцию различной степени качества, ценовой категории и распространенности. Наиболее востребована концепция ERP (Enterprise Resource Planning, иногда используется название Enterprise-wide Resource Planning), которая предоставляет возможность планирования ресурсов в масштабе предприятия [222]. ERP стала развитием концепций планирования материальных ресурсов (MRP) и планирования производственных ресурсов (MRPII) вследствие добавления возможности автоматизации учета не только производственных ресурсов, но и остальных затрат предприятия. Концепция основана на принципе создания единого хранилища данных, включающего в себя весь объем деловой информации, аккумулированной предприятием в процессе своей деятельности [223]. Использование такого хранилища устраняет необходимость передачи одних и тех же данных из приложения к приложению. К нему возможен многопользовательский доступ одновременно для всех работников, обладающих необходимыми полномочиями. Внедрение концепции ERP позволило повысить эффективность управления ресурсами благодаря их объединению, достичь оптимизации уровня товарно-материальных запасов, наладить общение с потребителем и при этом сократить административный аппарат [224].

При этом внедрение автоматизированной информационной системы не гарантирует повышения эффективности деятельности предприятия, так как в случае влияния внешних и внутренних факторов система может потребовать корректировки [225].

Что касается применения ERP-систем в агропромышленном комплексе, то здесь отмечается наличие пробелов, препятствующих эффективному функционированию организаций.

К числу характерных для промышленности черт, препятствующих эффективному управленческому учету деятельности хозяйствующего субъекта, относятся:

— отсутствие действенной системы бюджетирования, ориентированной на достижение конечных экономически и общественно значимых результатов [226];

— планирование показателей представляет собой исключительно аналитическое исследование данных прошедших периодов;

— недостаточное обоснование и нечеткая формулировка конечных количественно и качественно измеримых результатов, от которых зависит эффективность производственных процессов [227];

— отсутствие унифицированной методики оценки деятельности предприятий схожей отраслевой направленности [228];

— неадекватное распределение ответственности за полученные результаты;

— слабая увязка плана с реализуемой стратегией промышленного предприятия.

Комплексная информационная система планирования и управления предприятием предполагает первоначальную подготовку ресурсов предприятия к процессу автоматизации путем создания системы стандартизированных процессов.

Комплексная информационная система планирования и управления в организациях АПК представляет собой комплекс подсистем экономического планирования и управления, большинство модулей представлены в альтернативных вариантах. Организация самостоятельно выбирает необходимый для формирования и внедрения системы набор подсистем путем ответа на предложенные вопросы с целью выявления специфики деятельности (отрасль, особенности ведения бухгалтерского учета, стратегические цели, виды продукции, организационная структура и др.).

В таком случае производитель должен предоставить предприятию подробную инструкцию по настройке и администрированию системы, что позволит избежать дополнительных затрат на обучение пользователей производителем.

Перед внедрением субплатформы по планово-экономической деятельности организация должна провести предварительный анализ следующих вопросов:

— определение проблемы, которую необходимо решить путем автоматизации бизнес-процессов;

— формирование целей и основных задач разрабатываемой системы, критериев оценки эффективности внедрения;

— характеристика имеющихся в наличии информационных ресурсов, к которым относится время на разработку информационной системы, технические и программные средства, персонал, который может быть задействован, финансовые ресурсы;

— оценка потенциальных пользователей и возможных противников создаваемой системы;

— определение ресурсов, которые руководство готово выделить на создание и внедрение информационной системы [229].

При составлении основных целей и задач, которые будет решать субплатформа необходимо сформулировать требования, предъявляемые к сбору, анализу и распространению информации в рамках интегрированной системы: перечень собираемой информации и формы ее предоставления, ожидаемые объемы данных и периодичность их обновления, требования к их качеству, виды анализа информации.

В качестве базы для создания информационной системы наиболее подходящей среди множества ERP-систем является информационная система 1С в связи с понятным и легким в освоении интерфейсом, меньшей стоимостью по сравнению с SAP, а также адаптации к требованиям российского законодательства.

Внедрение информационной цифровой платформы для организаций АПК по планированию и управлению позволит быть менее зависимыми от производителя информационных систем, вовремя выявлять и учитывать влияние внешних и внутренних факторов на эффективность деятельности, самостоятельно определять функциональные возможности автоматизированной системы и оптимизировать затраты на ее формирование. Кроме того, внедрение информационной системы на предприятиях различных отраслей промышленности является неотъемлемым элементом развития цифровой экономики в стране.

В настоящее время существует множество программных комплексов, осуществляющих составление и контроль исполнения финансовых планов, а также решение задач анализа финансово-хозяйственной деятельности организации. В частности, к ним относятся: «1С: Финансовое планирование»; «1С РАРУС»; «Центр управления предприятием», созданный компанией «Интеллект-Сервис»; комплекс «Аналитик» фирмы «ИНЭК»; комплекс «ФЛАГМАН – Финансовый анализ»; программа «ИНФО-БУХГАЛТЕР» со встроенным блоком финансового анализа»; программный продукт «ПАРУС», в состав которого включен аналитический программный комплекс (АПК) «Портфель управляющего» и др.

Особое место занимает информация бухгалтерского учета в совершенствовании организации информационного обеспечения управления.

Информация финансового учета — эта часть информации бухгалтерского учета, формируемая для внешних пользователей.

Информация управленческого учета — эта часть информации бухгалтерского учета, формируемая для внутренних пользователей.

Схема взаимосвязи информации бухгалтерского и оперативного учета для целей планирования иллюстрируется рисунком 3.2.

К задачам управления планово-экономической деятельностью можно отнести выявление роли затрат как фактора повышения экономических результатов деятельности; расчет затрат по отдельным подразделениям предприятия; исчисление необходимых затрат на единицу продукции; подготовка информационной базы, позволяющей оценить затраты при выборе и принятии хозяйственных решений; поиск резервов снижения затрат на всех этапах хозяйственного процесса и во всех подразделениях предприятия

3.4.5 Субплатформа «Научные исследования и разработки»

Успешное проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) — только начало на пути к рынку инновационных продуктов и технологий, которые разрабатывают российские ученые, и пройти по нему до конца удается далеко не всем. Даже крупные и преуспевающие предприятия бывают вынуждены искать партнеров и инвесторов, способных оказать помощь в поиске и внедрении инновационных разработок для АПК, а для малых и средних предприятий, частных лиц, как правило, без поддержки со стороны государства, научного сообщества, инвесторов это практически невозможно [231].

Мировой опыт показывает, что для быстрейшего внедрения инноваций в аграрное производство применяют различные организационно-экономические механизмы. Основной — это трансфер научно-исследовательских разработок — передача научно-технических знаний и опыта на основе тесной связи научно-исследовательских институтов и университетов с сельхозтоваропроизводителями. Второй механизм — связан с самостоятельными действиями разработчиков инноваций по их доведению до конечного потребителя или личное участие в организации производства на базе малых предприятий. Имеет место и самостоятельный поиск готовых инновационных решений и их внедрение в производство [232, 233].

Рисунок 3.2 — Схема формирования и использования информационных ресурсов в системе планирования организации [230]

Большую роль в разработке и продвижении результатов научных исследований ученых вузов и НИИ в сельскохозяйственное производство призваны выполнять научные центры, создаваемые на базе университетов. Сравнивая различные модели оказания информационной и научной поддержки товаропроизводителям можно отметить, что наиболее полно охватить все вопросы теоретического и практического плана, а также государственной поддержки возможно только при совместной работе инновационных структур университетов и соответствующих подразделений отраслевых органов управления регионов. Формирующаяся инновационная система АПК-НИИ-ВУЗ требует системного подхода к существующему механизму информационного обеспечения для удовлетворения потребностей инновационного развития как крупного аграрного бизнеса, так и малых форм хозяйствования [234]. К сожалению, на настоящий момент подсистема информационного обеспечения в инновационной системе АПК характеризуется автономностью и разобщенностью структурных элементов и не обеспечивает должной информационной поддержки субъектов АПК в рамках инновационной системы. Существенную роль в данном процессе призвана сыграть разрабатываемая в рамках данного проекта цифровая платформа опытного хозяйства, состоящая из нескольких взаимосвязанных субплатформ.

Субплатформа «Научные исследования и разработки» (НИР) разрабатывается с целью информационной поддержки НИОКР, как со стороны ученых университета, так и со стороны производственников, обеспечивая непрерывную связь науки и производства, более полную доступность информации о научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработка, учет и продвижение их до конечного потребителя [235].

К основным функциям субплатформы НИР можно отнести автоматизацию следующих процессов [236, 237]:

— сбор, анализ, создание банка данных, подготовка и распространение информации о результатах научно-исследовательской деятельности университета, пропаганда передовых достижений университета в области науки и образования;

— учет и анализ публикационной активности ученых университета;

— осуществление управления и документальное правовое сопровождение разработки стратегии коммерциализации и трансфера научного продукта и новых технологий;

— управление защитой объектов интеллектуальной собственности, подготовка документации на регистрацию патентов и авторских свидетельств;

— создание банков данных по имеющимся завершенным проектам и технологиям;

— учет, анализ и сопровождение научно-исследовательской работы студентов, поддержка привлечения студентов и творческой молодежи к активной научно-исследовательской деятельности;

— учет, анализ и информационная поддержка организации и проведения научных и научно-практических, в том числе международных, мероприятий (конференций, семинаров, симпозиумов);

— поддержка разработок планов внедрения научно-исследовательских работ и определение приоритетных направлений научно-технической политики университета на основании анализа спроса на разработки и научные услуги по заявочной деятельности со стороны производства;

— информационная поддержка всех этапов выполнения научных исследований и разработок в рамках заявочной и грантовой деятельности различного уровня;

— информационная поддержка представления научно-технических и технологических разработок университета на конкурсах, проводимых на инновационных форумах и выставках;

— автоматизация учета и подготовки отчетов по результатам НИОКР всех субъектов процесса от преподавателя до научно-исследовательской части университета.

Обобщая весь существующий на современном этапе опыт создания автоматизированной информационной поддержки научных исследований и разработок следует сказать о ведущих программных продуктах, которые способствуют ускорению получения информации в режиме он-лайн и передачу субъектам производственной деятельности АПК [237-240].

На современном рынке информационной и технологической поддержки явным лидером являются программные продукты фирмы «1С». Фирма «1С» (http://www.1c.ru/) — российская компания, специализирующаяся на дистрибуции, поддержке и разработке компьютерных программ и баз данных делового и домашнего назначения.

Программные продукты позволяют в режиме реального времени проводить контроль деятельности организаций, анализировать результаты деятельности, осуществлять учетные процедуры. Главным плюсом является то, что большая часть организаций различных организационно-правовых форм и форм ведения бизнеса, могут посредством настройки программ соединиться в единую сеть, позволяющую в режиме реального времени отслеживать движение продукции, объемы запасов в организации и возможность осуществлять закупки. Так же данная платформа на достаточно высоком уровне поддерживает интеграцию со сторонними программными продуктами и информационными системами.

Анализируя поставляемые модули 1С по учету результатов НИР можно выделить и существенный недостаток — это очень большая универсальность. Если рассматривать программные продукты в целом, то разработчики стремятся к универсальности своих продуктов и это с одной стороны хорошо, т.к. дает возможность их внедрения в организации различной сферы деятельности и структуры. Но с другой стороны, в плане организации научно-исследовательской деятельности, отчетности даже на уровне университетов нет единообразия. В связи с этим настройка и изменения для конкретного вуза бывают настолько кардинальными, что их стоимость в несколько раз превосходит стоимость базового модуля.

Несмотря на указанный недостаток и учитывая хорошую совместимость платформы 1С с внешними информационными системами мы выбрали данную платформу для реализации собственного проекта и попытались учесть в нем наиболее общие процессы учета и организации НИР, присущие всем образовательным и научным учреждениям.

К ним мы отнесли: учет публикационной активности научно-педагогических работников университета; анализ и подготовка отчетов по публикационной активности; взаимодействие с наукометрической базой eLibrary; подготовка отчетов по НИР; учет результатов научно-исследовательской деятельности по темам исследования; автоматизация оформления сопроводительной документации по договорам НИР и НИОКР; учет результатов грантовой и заявочной деятельности; учет оборудования научно-исследовательских лабораторий и институтов; учет и подготовка документации по патентоведческой деятельности; учет и анализ данных по конкурсам, конференциям, круглым столам, в которых участвуют НПР университета или проводимых на базе университета; учет и анализ результатов НИРС; учет и анализ внебюджетных средств от научно-исследовательской деятельности.

Рассмотрим научно-инновационный процесс в рамках университета и научно-исследовательской работы ученых. Очевидно, что в вузах и входящих в их состав институтах накоплен огромный фонд результатов НИОКР, а также имеется кадровый потенциал для разработки и реализации востребованных научных исследований. Если в регионе есть вуз с достаточно развитой инновационной инфраструктурой, современными лабораториями и центрами, имеющий большой научный кадровый потенциал, то более целесообразно и рационально создавать субплатформу НИР на базе этого вуза с внешним подключением заинтересованных организаций, в том числе опытного хозяйства, и в интеграции с другими субплатформами и внешними информационными системами.

Субплатформа НИР включает создание и ведение базы данных, состоящей из ряда справочников, перечислений, форм документов. Выполнение операций по добавлению, преобразованию и анализу данных будут выполняться посредством регистров накоплений, сведений, оборотов, остатков и расчетов.

Условно в информационной системе можно выделить несколько модулей: учет публикационной активности, учет патентоведческой деятельности, учет договоров НИОКР, учет результатов НИРС, учет грантов; учет заявок по научной деятельности в сторонние организации; учет участия в конкурсах, выставках; учет готовых научно-исследовательских разработок научно-педагогических работников (НПР); учет оборудования по научным лабораториям.

Пользователям информационной системы выдается логин и пароль для авторизованного входа с присвоением определенных прав доступа к структурным элементам базы данных и возможным действиям с ними в зависимости от вида деятельности и категории должности.

При входе в систему каждый пользователь попадает в личный кабинет, в интерфейсе которого наличие инструментов управления дальнейшими действиями напрямую зависит от прав доступа и роли пользователя в рассматриваемом процессе. Например, работникам научно-исследовательской части будут доступны все инструменты по перечисленным выше модулям учета, в том числе внесение изменений в справочники базы данных, редактирование старых и создание новых форм документов и отчетов, просмотр информации по всей базе данных. Научно-педагогическому работнику доступна вся информация по себе по всем разделам учета с правом заполнения документов для внесения информации в базу данных без прямого открытия справочников. Заведующий кафедрой или лабораторией имеет возможность просматривать информацию по всем НПР и сотрудникам, которые входят в состав структурного подразделения, декан, в свою очередь, по факультету в целом. Проректору на науке предоставляются группировки по университету, в том числе в разрезе факультетов, лабораторий, кафедр, направлений научно-исследовательской деятельн ости, по годам и месяцам. Управленческий персонал опытного хозяйства имеет доступ к научно-техническим разработкам, как находящимся в стадии исследования и создания, так и запатентованным; к научным публикациям; грантам и договорам.

Рисунок 3.3 — Личный кабинет НПР

На рисунке 3.3 приведен пример личного кабинета НПР. В верхней строке мы видим перечисленные инструменты: Гранты, Договора НИР и НИОКР, Конкурсы и выставки, Патенты и авторские свидетельства, Управление НИРС, Управление публикациями, Планы, Отчеты, Сервисы.

На первоначальном этапе создания информационной системы заполняются основные справочники, которые в дальнейшем будут корректироваться работниками научно-исследовательской части (НИЧ).

В системе предусмотрены следующие основные справочники:

— структура;

— область исследования;

— научно-педагогические работники;

— категории НПР;

— виды публикаций;

— должности;

— ученые степени;

— ученое звание;

— научные лаборатории;

— оборудование.

Примеры отдельных справочником приведены на рис. 3.4.

В дальнейшей работе системы, внесение и накопление информации начинается от НПР и сотрудников лабораторий, путем заполнения форм документов по своей научно-исследовательской деятельности. Эти данные контролируются и могут корректироваться заведующими кафедр, заведующими лабораторий, деканами и сотрудниками НИЧ.

Рассмотрим движение информационных потоков на примере модулей Управление публикациями и Патенты/авторские свидетельства.

Научно-педагогический работник входит в управление публикациями. Ему доступны для просмотра только его публикации, зарегистрированные в наукометрической базе данных. Если публикация отсутствует, то ее необходимо добавить с помощью кнопки «Создать» (рис. 3.5). В форме добавления публикации указывается ее название, год издания, вид публикации (РИНЦ, Scopus, Web of Sceince, прочие). Система автоматически сверяется со списком eLibrary, если такая публикация присутствует, то она будет добавлена в базу, в том числе и всем соавторам. Так же система будет контролировать дублирование публикаций по списку авторов. Для прочих публикаций, которые не учитываются по базам индексации или монографии, необходимо будет прикрепить pdf формат публикации и указать более широкий список издательских реквизитов. Данная публикация будет отправлена на согласование в НИЧ и добавлена только после их подтверждения или отклонена. Статус такой публикации автор увидит в личном кабинете.

По учету публикаций возможно сформировать отчеты за год, за ряд лет, за месяц, по области научных исследований, по видам публикаций, как в разрезе НПР, так и по кафедре, факультету.

Модуль учета результатов научно-исследовательских разработок предназначен для подготовки документации, ввода и хранения сведений по патентам и авторским свидетельствам. На стадии подготовки заявки на регистрацию изобретения научно-педагогический работник в личном кабинете переходит в раздел Патенты/Авторские свидетельства (рис. 3.3). Переходит на вкладку «Добавление результата научно-технической деятельности» (рис. 3.6) и щелкнув на кнопку «Создать» вводит описание научно-технической разработки. Данная заявка отправляется на согласование в НИЧ. Ответственный работник НИЧ готовит документацию для подачи заявки, после чего меняет ее статус в системе «Ожидается визит автора в НИЧ» для визирования. Затем статус меняется на «Ожидает оплаты» для информирования бухгалтерии. Как только документы будут отправлены статус изменится на «Ожидает получения свидетельства».

Рисунок 3.4 — Пример справочников базы данных

При получении патента/свидетельства информация о нем вводится в систему НПР и отправляется на согласование в НИЧ с прикрепленным файлом pdf. Данная заявка имеет статус «На экспертизе» (рис. 3.7). После проверки данная заявка на добавление подтверждается, закрывается ее редактирование и статус устанавливается «Выполнено».

Рисунок 3.5 — Добавление публикации

В личном кабинете любой пользователь системы имеет возможность просматривать все имеющиеся заявки и полученные патенты/свидетельства (рис. 3.8). Редактировать могут только создатели конкретной заявки.

Аналогично учету патентов реализована технология подготовки документации и учета результатов по грантам, научно-исследовательским темам сторонних организация, конкурсам и выставкам. Подается заявка, если она получает одобрение, то формируется пакет документов. В процессе выполнения НИР и по завершению в систему вносится отчетная информация. В конце отчетного периода возможно сформировать отчеты по вузу в целом, по структурным подразделениям и отдельным НПР.

Рисунок 3.6 — Добавление запроса на формирование документации

по заявке

Предлагаемый проект субплатформа «Научные исследования и разработки» позволяет наиболее полно использовать научно-технический потенциал университета, а также создавать необходимые условия для стимулирования реализации и развития творческих возможностей научных сотрудников, преподавателей и студентов университета; информирование производителей о инновационной научно-технической продукции, созданной в университете; развитие и укрепление связи науки и производства, организация внедрения результатов научных исследований, инновационных опытно-конструкторских и опытно-технологических разработок в опытном хозяйстве.

Рисунок 3.7 — Добавление информации о полученном патенте/свидетельстве

Рисунок 3.8 — Окно просмотра результатов НИОКР по авторам

3.4.6 Субплатформа «Подготовка и переподготовка кадров»

В последние время широкое распространение в сельском хозяйстве получают цифровые, информационные и телекоммуникационные ресурсы, происходит активная цифровизация процессов деятельности различных сфер жизни общества. Цифровая субплатформа «Подготовка и переподготовка» предназначена для создания практики научного сопровождения и повышения квалификации сотрудников агропредприятий, фермеров, инвесторов и создания обучающих программ по основным направлениям цифровизации сельского хозяйства. Программа «Цифровизация сельского хозяйства: от геномной селекции до управления рынками» особо подчеркнула реальность и перспективы использования искусственного интеллекта в сельском хозяйстве, где была дана оценка фактической ситуации в агропромышленном комплексе с позиции использования цифровых технологий, приведен подробный анализ распределения Федеральных цифровых инициатив в АПК по уровням цифровой экономики, определены цифровые вызовы для села. Программой курсов предусмотрено рассмотрение следующих вопросов: цифровое предприятие; первичные данные для цифровизации в хозяйствах: получение, обработка и оценка; данные для контроля материальных средств; обработка информации по бухгалтерскому учету; экономический анализ цифровых данных; технические особенности сбора цифровой информации; контроль технологических процессов в аграрных предприятиях; особенности цифровизации растениеводства, животноводства, переработки и сбыта сельхозпродукции.

Цель субплатформы «Подготовка и переподготовка кадров» — это цифровая трансформация сельского хозяйства посредством внедрения цифровых технологий и платформенных решений для обеспечения технологического прорыва в сельском хозяйстве и достижения роста производительности труда на цифровых агропредприятиях к 2024 году в 2 раза.

Доля специалистов аграрных предприятий, которым необходимо пройти переподготовку в области цифровой экономики по работе с цифровыми продуктами и технологиями увеличивается, (% от общего количества специалистов, занятых на сельскохозяйственных предприятиях с нарастающим итогом): 2019 г. -10%, 2020 г. – 15%, 2021 г. – 20%, 2022 г. – 30%, 2023 г. – 40%, 2024 г.-50%. Планируется рост производительности труда в субъектах агробизнеса, которые внедряют и применяют комплексные цифровые агрорешения в периоды (годы): 2019 г.-105%, 2020 г. – 125%, 2021 г. – 150%, 2022 г. – 175%, 2023 г. – 190%, 2024 г.-200%. Увеличиться доля регионов, которые внедрят цифровое отраслевое планирование сельхозпроизводства на основе цифровой платформы 2020 г. -6%, 2021 г. – 29%, 2022 г. – 59%, 2023 г. – 100%, 2024 г.-100%.

Растущая потребность в ИТ- специалистах с компетенциями в области цифрового сельского хозяйства служит институциональной основой цифровой трансформации и обеспечения технологического прорыва в АПК. Разработаны и реализованы программы подготовки и переподготовки кадров субъектов агробизнеса для освоения компетенций в области цифровой экономики сельского хозяйства на базе Орловского ГАУ, по программам:

— «Основы управления цифровой экономикой»;

— «Использование геоинформационных систем на базе современных цифровых средств и навигационных сетей в цифровизации сельского хозяйства»;

— «Управление роботизированными молочными фермами»;

— «Применение систем интеллектуального управления в агробизнесе»;

— «Создание информационно-справочных систем на основе проектирования баз данных» и другие.

Создана отраслевая электронная среда «Применения элементов цифрового сельского хозяйства для контроля процессов в агропредприятиях» включающая в себя:

— дистанционное обучение специалистов аграрных предприятий цифровым технологиям и продуктам;

— проведение оперативных профессиональных консультации по проблемным вопросам применения элементов цифрового сельского хозяйства для контроля процессов в агропредприятиях;

— наполнение образовательной среды специализированным контентом;

— реализация механизма проведения консультаций в режиме онлайн с применением чат-ботов по проблемным вопросам аграрного производства и привлечением консультантов профессионалов;

— переподготовка кадров, которые высвободились в результате внедрения и применения цифровых продуктов и технологий;

— мониторинг, подготовка специалистов для цифровой экономики сельского хозяйства, посредством реализации программ дополнительного образования: агроинформатик/агрокибернетик; сити-фермер; оператор автоматизированной сельхозтехники; цифровой аудитор, он-лайн-сервисмен; бизнес-коучер по социальным сетям; SMM маркетолог и другие.

Цифровое сельское хозяйство — это сельское хозяйство, базирующееся на современных способах производства сельскохозяйственной продукции и продовольствия с использованием цифровых технологий (интернет вещей, робототехника, искусственный интеллект, анализ больших данных, электронная коммерция и др.), обеспечивающих рост производительности труда и снижение затрат производства [241].

3.4.7 Субплатформа «Консультационные услуги и трансферт инноваций»

Цифровая платформа характеризуется двумя основными векторами развития: первый вектор — это группа технологий являющейся основой создания конкретизированного и специализированной системы цифрового взаимодействия субъектов и объектов цифрового сельского хозяйства; второй вектор — это прорывная инновация интегрированной информационной системы, которая обеспечивает многосторонние взаимодействие субъектов агробизнеса по обмену информацией и технологиями цифровизации способствующая снижению общих издержек, оптимизации бизнес-процессов и повышению эффективности поставок товаров и услуг.

На основе данных разработанными участниками реализации программы «Цифровая экономика Российской Федерации» под руководством Б.М. Глазковым была формализована и представлена в таблице 3.2.

Таблица 3.2. Формализованная модель функционирования субплатформы «Консультационные услуги и трансфер инноваций»^*

	Инструментальная субплатформа	Инфраструктурная субплатформа	Прикладная цифровая субплатформа
1	2	3	4
Основной вид деятельности на базе субплатформы	Разработка программных и программно-аппаратных агрорешений для субъектов агробизнеса	Предоставление ИТ-сервисов и информации для принятия агрорешений	Обмен определёнными экономическими ценностями на заданных сельскохозяйственных рынках
Результат деятельности на субплатформе	Продукт (программное или программно-аппаратное средство, технология) для обработки информации, как инструмент	ИТ-сервис и результат его работы – информация, необходимая для принятия решения в хозяйственной деятельности субъектов агробизнеса	Транзакция. Сделка, фиксирующая обмен товарами/услугами между участниками на сельскохозяйственном рынке
Уровень обработки информации	Технологические операции обработки информации	Выработка информации для принятия решений на уровне субъектов агробизнеса	Обработка информации о заключении и выполнении сделки между несколькими субъектов агробизнеса

Продолжение табл. 3.2

1	2	3	4
Основной бенефициар и его требования	Разработчик прикладных программных или программно-аппаратных решений, технические требования	Заказчик ИТ-сервиса для потребителя, функциональные требования, требования к составу информации	Конечный потребитель на рынке, решающий бизнес-задачу, бизнес-требования. Регулятор (опционально) – требования законодательства
Примеры	Java, SAP HANA, Android OS, iOS, Intel x86, Bitrix, Amazon Web Services, Microsoft Azure, TensorFlow, Cloud Foundry и другие	General Electric Predix, ESRI ArcGIS, ЕСИА, «CoBrain-Аналитика», «ЭРА-ГЛОНАСС» и другие	Yandex, Uber, AirBnB, Avito, Apple AppStore, «ПЛАТОН», AviaSales, FaceBook, Alibaba, Telegram, Yandex Search, Facebook и другие

^*Сформулирована автором

По данным академика РАН Петрикова А.В., на рисунке 3.9 представлена поддержка инноваций в сельском хозяйстве в зарубежных странах. Как видно, продемонстрирована поддержка инноваций в США и Германии на федеральном уровне. В США разработка инноваций осуществляется: Сельскохозяйственной научной службой Минсельхоза США (8 региональных научных центров_ — бюджет 1,1 млрд. дол., Национальным институтом продовольствия и сельского хозяйства Минсельхоза США – бюджет 1,14 млрд. дол; 55 университетами штатов – бюджет NIFA -0,7 млрд. дол. И частными организациями. Внедрение инноваций осуществляется через Службу распространения знаний и опыта Минсельхоза США в 3000 административных округах, бюджет ФП – 490 млн. дол., бюджет штатов – 620 млн. дол. В Германии разработка инноваций осуществляется Федеральным Министерством продовольствия и сельского хозяйства – бюджет 0,668 млр. евро, 4 Федеральных НИИ, 2 исследовательских центра, 6 институтов научного сообщества им. Лейбница, частные организации, а внедрение через Сельскохозяйственный банк – бюджет 6,625 млн. евро, информационная служба по продовольствию и сельскому хозяйству – бюджет 6,6 млн. евро, Немецкое сельскохозяйственное общество.

На рисунке 3.10 продемонстрированы цифровые платформы АПК (электронные торги, сравнение цен, найминг, экотуризм, шеринг, маркетплейс, социальные сети, доски объявлений и другие) способствующие трансферу инноваций, через передачу научно-технических знаний и опыта для оказания научно-технических услуг, применения технологических процессов и выпуска продукции в сельском хозяйстве.

Рисунок 3.9 — Поддержка инноваций в сельском хозяйстве

зарубежных стран

Сельскохозяйственные товаропроизводители которые переходят на цифровые технологии в рамках\Субплатформы «Консультационные услуги и трансфер инноваций» смогут получать консультации по выбору технологии (чат-боты, онлайн консультации), находить оптимальные предложения и рекомендации с целью создания доверительной среды по вопросам выбора технологического оборудования, устройств, продуктов и программного обеспечения: точное земледелие, параллельное вождение, механизация, автоматизация, роботизация, искусственный интеллект, машинное обучение, машинное зрение, цифровой дневник, интернет вещей, энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия, средство автоматической идентификации, система позиционирования в режиме реального времени, система глобального позиционирования, система повышения точности сигналов GPS, ГЛОНАСС, широкополосный доступ в интернет, облачные вычисления, электронная коммерция, электронная торговая площадка, цифровая прослеживаемость продукции, а так же сквозные цифровые системы: «Умная ферма», «Умное поле», «Цифровое землепользование», «Умный сад», «Умная теплица» и «Цифровые технологии в управлении АПК».

Рисунок 3.10 – Цифровые платформы, реализуемые в сфере АПК

SWOT-анализ позволяет взглянуть на потенциал субплатформы «Консультационные услуги и трансфер инноваций» и выделить ее сильные и слабые стороны (рис. 3.11). К сильным сторонам следует отнести снижение транзакционных издержек, выход на новые (региональные) рынки, оперативность коммуникации, повышение качества консультационных услуг, взаимовыгодность (win-win), распределение ответственности между платформой и партнером. К слабым сторонам — возможности для теневой экономики, дискриминация со стороны владельца платформы, законодательные пробелы по защите потребителя, зависимость от качества услуг связи, финансовые вложения) возможности (захват новых сельскохозяйственных рынков устранение посредников, прямые каналы сбыта, снижение затрат на маркетинг, увеличение объемов рынка, получение информации о предпочтениях потребителей) и угрозы (незащищенность данных, нарушение конфиденциальности, захват рынка компанией-гигантом, противодействие со стороны участников традиционного рынка.

Рисунок 3.11 — Сильные и слабые стороны субплатформы «Консультационные услуги и трансфер инноваций»

Таким образом, необходимо изменить отношение к инновациям в сельскохозяйственной консультационной деятельности в субъектах РФ и обеспечить её финансирование не менее чем на 50% за счет федерального бюджета. Очень важно четкое закрепление за этой деятельностью трансфера инноваций, с обязательной передачей цифровых технологических инструкций и обучением инновациям их пользователей.

Основными показателями должны быть успехи сельхозтоваропроизводителей, то есть должен быть экономический эффект в хозяйствах от деятельности консультантов и от переданных в освоение им инноваций. В форме грантов разумно оказывать финансовую поддержку первичного освоения инноваций в производстве в основном с помощью сельскохозяйственных консультационных служб. Необходимо сформировать фонды развития сельского хозяйства в каждом сельскохозяйственном регионе, в финансировании которых может быть 60% средств из федерального бюджета и 5…10% средств субъектов агробизнеса ведущих производство в регионе. Изменить институциональную среду инновационного развития в России. Принять Закон РФ «Об инновационном развитии сельского хозяйства». В этом законе должны быть:

— четко сформулированы основополагающие правила нового поведения всех: от авторов инноваций до тех, кто обеспечивает их широкомасштабное распространение среди аграриев;

— четко определяться субъекты этой деятельности, их функции и задачи (аграрные вузы, научные-исследовательские центры, отделы сельскохозяйственного консультирования и др.), региональные фонды развития.

3.4.8 Субплатформа «Взаимодействие с органами власти и бизнесом»

Обеспечение деятельности экспериментального цифрового опытного хозяйства аграрного ВУЗа подразумевает взаимодействие не только со структурными подразделениями и обслуживающими структурами, но и взаимодействие с властными структурами, а также с заказчиками исследований и работ по основному предназначению. Это проявляется в формировании единого информационного пространства, создании совместных программ и проектов, а также в обмене и развитии интеллектуальных инновационных ресурсов по вопросам цифровизации экономики региона, в части агропромышленного комплекса.

Органы государственного управления влияют на инновационные процессы методами косвенного регулирования (создания среды для взаимодействия и устранения барьеров для взаимодействия участников, путем формирования определенных кодексов и практик поведения участников взаимодействия, созданием специализированных сетей знаний). С одной стороны, государство играет все более активную роль в продвижении инноваций, преобразуя свои традиционные функции в функции, содействующие развитию координации всех участников взаимодействия. С другой стороны, идет «десуверенизация» — передача управленческих функций государства неформальным сетям.

Для реализации взаимодействия с органами власти необходимо тесное сотрудничество с органами власти всех уровней: исполнительной — федерального, регионального, муниципального уровня, а также законодательной — федерального, регионального и районного уровней.

Для реализации с заказчиками исследований и работ по основному предназначению, т.е. с бизнесом, необходимы коммерческие и партнерские отношения со всеми заинтересованными, как в ходе научно-исследовательских работ, так и в реализации уже готовых решений и работ.

Для работы с органами власти и бизнесом опытное хозяйство должно обладать как возможностями обычного взаимодействия, путем очных встреч, переговоров, круглых столов и конференций, почтовой и телефонной связи, печатных средств, так и современными средствами коммуникаций: интернета, интернет-конференций, электронной почты, и другими.

Отношения опытного хозяйства ВУЗа с бизнесом и властью может рассматриваться — по сути, как инновационное сотрудничество, являющееся комплексом мероприятий в рамках эффективного партнерства административных структур, коммерческих организаций, некоммерческих организаций и представителей инновационного цифрового подразделения учебного заведения. Такой комплекс состоит из следующих составляющих:

— организационная — по поиску, поддержке и продвижению инноваций;

— структурная — по поиску новых подходов, форматов и способов взаимодействия;

— связующая — между элементами систем разных уровней;

— эффективная — оценка экономических, социальных и других результатов взаимодействия;

— управленческая — по выработке и реализации, внедрению результатов инновационной деятельности на разных административных уровнях;

— маркетинговая — по продвижению успешного опыта и результатов;

— конкурентная — по сравнительной оценке эффективности результатов всех участвующих в отношениях сторон;

— партнерская — по созданию основ инновационной политики в виде государственно-частного партнерства и аналогичных схем.

Эти составляющие комплекса мероприятий в свою очередь являются основополагающими для выбора совместной деятельности бизнеса и власти в регионе.

Взаимодействие органов власти, бизнеса и общества с цифровым опытным хозяйством можно разделить по следующим направлениям:

Наука. Университет и его инновационные структуры входят в региональную инновационную систему, где формируется научный потенциал региона, а также представление для внутренней и внешней аудитории масштабы проходящих инновационных процессов. Имея научно-методическую базу, профессиональный опыт и инновационный потенциал опытная площадка способна организовать разнообразные научные исследования, готовить практические инновационные рекомендации и принимать участие в деятельности различных профильных структур региона.

Образование. ВУЗ выступает инициатором создания уникальных образовательных программ по инновационным направлениям. Реализуя программы основного и дополнительного профессионального образования по большому спектру инновационных и перспективных специальностей, ВУЗ и цифровое опытное хозяйство формируют спрос на тех специалистов агропромышленного комплекса, в которых нуждается не только региональная, но и государственная цифровая экономика, а компетенции этих специалистов станут импульсом для цифрового развития региона.

Инновации. Вуз с опытной площадкой не только позволяют в регионе использовать новые технологии и создавать экономику нового типа, но и формировать новое сознание и жителей региона, готовить новое «цифровое поколение». Создание совместного специализированного регионального портала с информацией о новейших и перспективных исследованиях, разработках в цифровом сельском хозяйстве позволит изменить менталитет и психологию жителей региона, властных структур и бизнес сообщества.

Бизнес. Цифровое опытное хозяйство имеет возможность формировать инновационный потенциал региона в части, касающейся разработки, освоения и расширение существующих производств, производства и совершенствования рыночных продуктов по теме цифрового АПК. Бизнес сообщество получает дополнительный инструмент и площадку, на которой есть возможность организовать разработку, производство, продажу инновационных, перспективных товаров и услуг, обладающих конкурентными преимуществами, оперативно реагирующих на изменение спроса, а также независимых от иностранного влияния – отечественных разработок.

Региональный маркетинг. Инновационная структура ВУЗа позволяет изменить методы администрирования инновационной деятельности, создать и реализовать региональную маркетинговую концепцию, комплексно решить социально-экономические задачи региона. Большое значение имеет проведение маркетинговых исследований, связанных с анализом перспективных направлений цифровизации агропромышленного комплекса, его специализаций и формированием заказов на инновационную продукцию (товары и услуги). Органы власти вместе с бизнесом формируют заказы на исследования и разработки по инновационным направлениям.

Инфраструктура будущего. Цифровое опытное хозяйство позволяет повысить привлекательность региона, переориентировать поток ресурсов для инновационного развития в сфере цифрового сельского хозяйства, получить преимущества в конкуренции областей и краев государства. В целом с ВУЗом формируется позитивный образ живого, уникального и неповторимого, думающего города и региона. Взаимодействие с другими инновационными структурами региона позволяет провести объединение одной целей и задачей всех перспективных разработок, а также прорывных технологий, начиная с школьного образования и заканчивая зрелыми научными и исследовательскими разработками.

Коммуникации. Для реализации инновационного предпринимательского потенциала региона требуется взаимодействие в информационной сфере по вопросам единого доступного реестра инноваций, обмена данными об инновационных региональных и федеральных проектах, о перспективных направлениях исследований, о партнерстве с отечественными и зарубежными предприятиями. Необходимо создание рабочего органа по объединению и анализу проблем развития инновационной деятельности в регионе, подготовке предложений по поиску, внедрению и стимулированию инноваций, для оптимизации усилий организаций инновационной инфраструктуры. В состав этого органа должны войти представители власти, бизнеса, науки, университетов, банков и т.п.

Цифровое опытное хозяйство совместно с ВУЗом, органами власти и представителями бизнеса становятся источником экономических и социальных инноваций, генератором бизнес-моделей новых предприятий.

Социально-культурное развитие. С помощью цифрового опытного хозяйства появляются новые виды деятельности, обеспечивается переход от избранности высшего образования к общедоступности, понимание необходимости обучения на протяжении всей жизни, вовлекаются в экономику и социальную сферу результаты интеллектуальной деятельности.

Для этого необходимы институциализированные каналы взаимодействия с региональными сообществами, активное участие в региональных социальных процессах, неформальное взаимодействие в социальных сетях и т.п. Даже само понимание функций высшей школы в регионе способствует поддержке и развитию молодежного предпринимательства, формированию молодого поколения, стимулированию социальных инициатив на всех уровнях общества и во всех средах. И всё это возможно при активном взаимодействия с бизнес структурами и властями, по заказу и при условии вложений агропромышленного комплекса страны.

Структуру данной субплатформы можно представить схемой на рис. 3.12.

Основными формами взаимодействия инновационного опытного хозяйства ВУЗа с органами власти и бизнесом являются:

— информационно-коммуникационная, которая может быть выражена через механизмы формирования коммуникативных площадок в интернет-среде (заочная форма) и формы представления и популяризации инновационной деятельности в средствах массовой информации;

— консультационная форма, где основным является механизм формирования очных коммуникативных площадок (конференции, телеконференций, телемосты, «круглые столы»), на которых в режиме диалога выражается общественное мнение, учитываемое в вопросах формирования и реализации инновационной региональной политики;

— экспертная форма, обеспечивающая создание условий для проведения качественной экспертной оценки по вопросам формирования и реализации инновационной политики со стороны всех заинтересованных групп участников, а также адекватных механизмов ее обработки.

Рисунок 3.12 – Схема субплатформы «Взаимодействие с органами власти

и бизнесом»

В качестве одного из основных механизмов взаимодействия могут быть использованы GR-технологии (Government Relations (дословно: взаимодействие с органами государственной власти) — «деятельность специально уполномоченных сотрудников крупных коммерческих структур (GR-менеджеров) по ведению работы компании в политическом окружении»), под которыми понимается системное взаимодействие основных заинтересованных сторон с органами власти, принимающими политические решения.

Для коммуникации органов власти и опытного цифрового хозяйства используются:

— создание рекламных материалов, пропагандирующих инновационные достижения;

— создание нового программного обеспечения и баз данных в области перспективных науки и технологий;

— продвижение научной и инновационной продукции через Интернет и электронные средства массовой информации;

— участие в выставках, ярмарках, фестивалях науки и бизнеса;

— установление неформальных связей с партнерами из бизнеса;

— участие в семинарах и публикации в специализированных изданиях;

— персональные продажи научной и инновационной продукции.

Для коммуникации с общественностью используются:

— социальные медиа;

— тематический контент на официальных сайтах (видео, онлайн-игры, интерактив);

— мероприятия для публики (экскурсии, дни открытых дверей, выставки);

— обучающие семинары, лекции, мастер-классы для широкой публики;

— тематические печатные и онлайн-издания;

— детально проработанные и описанные правила использования информационных материалов;

— медиа-киты;

— мероприятия для прессы;

— аккредитация блогеров.

Для коммуникации с бизнес-сообществом используются:

— услуги посредников-коммуникаторов (агентств, бюро);

— специальные лицензионные и патентные структуры, отвечающие за коммуникацию с бизнес-организациями и коммерциализацию результатов инновационной деятельности, центры коммерциализации;

— тематические мероприятия для представителей бизнес-сообщества.

На данный момент существуют следующие государственные информационно-коммуникативные площадки:

— дискуссионный клуб (http://club.mon.gov.ru/) ˗ это официальная диалоговая площадка Министерства образования и науки Российской Федерации, на которой участники клуба могут предлагать свои инициативы, идеи или проекты, обсуждать и оценивать предложения других членов клуба по вопросам развития системы образования и сферы науки и технологий;

— портал компании «НАУКА И ТЕХНОЛОГИИ РОССИИ — strf.ru» (http://www.strf.ru/ ), целями которого являются популяризация результатов исследований российских учёных; осознание потребностей бизнес-среды во взаимодействии с научным сообществом; осведомленность о работе ведомств и комитетов, имеющих отношение к российской науке и образованию; создание диалоговой площадки в научной среде, отражающей все грани модернизации научного сектора Российской Федерации;

— сайт «Президент России ˗ молодым ученым и специалистам» (http://www.youngscience.ru/ ), который предоставляет возможности для «обратной связи» через комментарии представителей молодежного научно-образовательного сообщества и заслуженных ученых старшего поколения, посредством оставления комментариев и участия в интернет-конференциях.

— интернет-портал rsci.ru (http://www.rsci.ru/ ) ˗ один из ведущих российских ресурсов, предоставляющих актуальную деловую информацию работникам научно-инновационной и научно-образовательной сферы, сотрудникам технологических компаний, аспирантам и студентам. Поддерживает и развивает информационное сотрудничество с Российским

фондом фундаментальных исследований, Фондом содействия развития малых форм предприятий в научно-технической сфере и другими.

— федеральная университетская компьютерная сеть России RUNNet (Russian UNiversity Network) (http://www.runnet.ru/ ) — IP-сеть, созданная в рамках государственной программы «Университеты России» и объединяющая региональные сети, а также сети крупных научно-образовательных учреждений и являющаяся основой телекоммуникационной инфраструктурой единой образовательной информационной среды.

— технологические платформы инноваций (http://economy.gov.ru/minec/activity/sections/innovations/formation/), утвержденные Правительственной комиссией по высоким технологиям и инновациям, и включающие 36 технологических платформ по 13 наиболее перспективным направлениям научно-технологического развития, которые используются в том числе и в АПК.

Необходимо создание коммуникативной структуры взаимодействия региональных и федеральных органов власти, бизнес-сообщества, цифрового опытного хозяйства и всех инновационных структур региона. Направлениями деятельности этой структуры должны стать:

— формирование консолидированного канала обратной связи (информационно-коммуникационная функция) путем создания аналитического центра по сбору и анализу поступающей от заинтересованных групп участников информации по вопросам развития инноваций в АПК. С целью пропаганды инновационных достижений требуется организация выставок научно-технологических достижений; публикация научных новостей в передовых газетах и журналах; активное использование телевидения, радио для освещения научных новостей (пресс-конференции, брифинги и так далее);

— разработка системы превентивных мер (консультационная функция), включающей в себя организацию очных форм взаимодействия всех заинтересованных групп участников, таких как дискуссионные клубы с участием заинтересованных групп, форумы, конференции, круглые столы; а также обсуждение актуальных вопросов развития науки и технологий в средствах массовой информации с привлечением ученых, представителей бизнеса, образовательного и гражданского сектора;

— разработка системы мер по привлечению бизнес-структур (экспертная функция) в совместный процесс принятия управленческих решений по формированию и реализации инновационной научно-технической политики, требующей создание пула бизнес-экспертов и общего пула экспертов по цифровизации АПК.

Разработанный комплекс предложений с учетом новых форм и механизмов взаимодействия цифрового опытного хозяйства на базе аграрного ВУЗа с органами власти и бизнеса позволит повысить эффективность перспективных исследований и разработок; обеспечить рост региональной экономики; обеспечить условия для сохранения технологического суверенитета российского агропромышленного комплекса; укрепить авторитет регионального инвестиционного потенциала в стране.

3.5 Этапы создания и развития цифровой платформы опытного хозяйства аграрного вуза

Экспериментальное цифровое опытное хозяйство, создаваемое на базе высшего образовательного учреждения, для целей подготовки кадров при проведении цифровой трансформации сельского хозяйства, должно соответствовать ряду критериев, основными из которых являются:

— компетентность в вопросах цифровизации сельскохозяйственной отрасли и экономики в целом;

— наличие научной базы;

— наличие земельных ресурсов и технического обеспечения;

— наличие лабораторного оборудования и специальных возможностей по сравнительному анализу и тестированию различных решений;

— наличие экспертного сообщества от производителей устройств и оборудования, поставщиков программного обеспечения и услуг;

— взаимодействие с органами власти и сельзозтоваропроизводителями, представителями бизнеса.

Для того, чтобы готовить кадры, надо, в первую очередь, иметь информацию по всему спектру рассматриваемых вопросов. По сути, первоначально — надо собрать имеющуюся информацию, её как-то проанализировать, и после этого — интерпретировать полученную информацию для обучения или проведения экспериментов в хозяйстве с целью проверки её актуальности и достоверности.

Раньше всю информацию записывали, собирали данные в сводные ведомости, затем отдавали руководителю для анализа и принятия решений. Но сейчас объем данных вырос (только с одного трактора можно собрать около 100 величин различных данных), также выросли скорости производства и технологических процессов, плюс накладывается человеческий фактор (с ошибками, задержками, искажениями или вообще с забывчивостью и т.п.), что приводит к большим потерям в конечном результате – для сельхозпредприятий это выражается в снижении урожайности, выхода готовой продукции и, конечно же, в финансовых затратах. На разных этапах производства теряется (по оценкам Аналитического центра Минсельхоза РФ) до 40% производимой продукции. Следовательно, создание центра сбора и распространения знаний — это одна из задач, с которыми сталкиваются все организации, где думают о будущем, не забывая про настоящее.

Изучая мировой опыт, будет важно отметить следующие аспекты.

Современная инновационная деятельность предполагает профессионализацию каждого этапа Жизненного цикла инноваций. Побочным следствием этого феномена является угроза «разрыва» между генерацией знаний в научно-образовательном сообществе и генерацией технологий и практик в корпорациях или отраслях. Наиболее серьезно вопрос стоит в сфере создания т.н. прорывных технологий. Аналогичная дилемма возникает с точки зрения подготовки технологических кадров: образование не успевает за рынком, знания быстро устаревают, существует разрыв между практико-ориентированной технологической деятельностью корпораций (отраслей) и науко-ориентированным подходом вузов. Эти и иные проблемы рождают потребность в специализированных кооперативных формах и интерфейсах сотрудничества между корпорациями (отраслями) и исследовательскими вузами.

Научное и образовательное направления сотрудничества корпораций (отраслей) и вузов тесно пересекаются и взаимосвязаны по следующим направлениям:

— разработка и преподавание курсов;

— менторство (передача оптыта);

— финансирование НИР студентов;

— стипендии и стажировки;

— финансирование кооперативных форм НИОКР с участием студентов;

— заказ (контрактация) НИОКР повышения квалификации преподавателей;

— участие корпорации (министерства отрасли) в управлении вузами;

— венчурная деятельность;

— эндаументы (фонды целевого капитала);

— благотворительность;

— коммуникация между специалистами;

— исследовательская деятельность;

— образовательно-исследовательская деятельность;

— НИОКР;

— кадры;

— образовательная деятельность вузов и корпоративные образовательные центры;

— рекрутинг (подбор персонала).

В части инновационных специальностей и развития передовых технологий предпочтение отдается либо исследовательско-образовательной деятельности, либо образовательно-исследовательской.

Одной из наиболее удобных форм решения задач корпорации (отрасли) в сфере взаимодействия с вузами по прорывным технологиям и сопутствующим кадровым вопросам являются Центры компетенций (ЦК).

3.5.1 Первый этап. Формирование Центра компетенций

Центр компетенций — подразделение, дочерняя компания или иная организационная структура компании (министерства), где сосредоточены знания и компетенции, которые считаются важными. Организация предполагает возможность поддержания или развития компетенций, и использования в масштабе всей корпорации (отрасли) или ее отдельных частей.

В 2016 году Президент РФ В.В. Путин выступил за создание центров компетенций: «В следующем году на базе ведущих вузов, в том числе региональных, будут созданы центры компетенции. Они призваны обеспечить интеллектуальную, кадровую поддержку проектов, связанных с формированием новых отраслей и рынков. Мощным фактором накопления научных и технологических заделов для экономического роста и социального развития должна служить фундаментальная наука».

Центры компетенций — по своей сути, это особая организационная структура, которая контролирует одно или несколько перспективных направлений деятельности, аккумулирует соответствующие знания и ищет способы получить от них максимальную пользу.

Различают четыре классических типа центров компетенций:

1. Накопление передового опыта. Основная задача этого подразделения — собирать, формализовать и распространять на предприятии и его филиалах образцы лучшего опыта. Специалисты центра определяют и описывают общие процессы, составляют технические рекомендации и стандарты по их использованию, разрабатывают программы управления изменениями в процессе интеграции. Это могут быть эффективные методики продаж, работы с клиентами, предоставления консалтинговых услуг, процессы разработки продукта, управления проектами, использования информационных и других технологий.

2. Разработка технологических стандартов. Соответствующее подразделение также собирает знания, но акцент делается на технической составляющей — разработке программного обеспечения и выборе компьютерного оборудования. Специалисты стандартизируют процессы на единой технологической платформе, связывают репозитории для обмена метаданными, развивают лучший опыт для использования выбранной платформы. Однако в такой модели отсутствует обмен технологическими ресурсами или экспертизой между проектами.

3. Распределенное обслуживание. Задача данного подразделения — оптимизировать использование ресурсов командами, участвующими в проекте. Этот тип центра компетенции считается более сложным, чем два предыдущих. Персонал поддерживает многочисленные инициативы по управлению знаниями, включая обучение по продуктам, технологический бенчмаркинг, управление метаданными, оценку программного обеспечения. Данная модель — одна из наиболее используемых в западных компаниях.

4. Централизованное обслуживание. Это подразделение управляет интеграцией процессов и данных, имеет свой бюджет и методы возмещения затрат. Центр сопровождает множество проектов, обеспечивает развитие ресурсов, качество данных, разрабатывает требования и стандарты к информационным и техническим подсистемам, способствуя обмену знаниями на предприятии и повторному их использованию в новых проектах. В перспективе разработки данного типа центра компетенции могут быть проданы за пределы организации.

Для аграрных вузов возможно использование любого из указанного типа, в зависимости от уровня развития, решаемых задачи и других факторов.

Центр компетенций рассматривается как структура, нацеленная на:

— накопление передового опыта, его аккумулирование и анализ, поиск новых решений с учетом факторов внешней среды, глобальных тенденций и трендов технологического развития, трансфер новых знаний;

— оказание консультационных и консалтинговых услуг, подготовка экспертных заключений по вопросам, требующим междисциплинарного подхода и поиска новых решений;

— содействие в развитии инновационных площадок, корпоративных образовательных структур, развитие партнерских отношений с организациями высшего и среднего профессионального образования.

Необходимым условием успешного развития Центра компетенций является наличие стратегического планирования, учитывающего системные проблемы, передовой отечественный и мировой опыт, новейшие тенденции развития цифровых технологий и образовательных процессов.

Целями формирования стратегии развития Центра компетенций в сфере цифрового сельского хозяйства являются: определение приоритетных направлений развития центра, формулирование целей и задач, механизмов и мероприятий по их реализации, определение механизмов эффективного использования научно-технического и агроклиматического потенциала, создание условий для получения синергетического эффекта при взаимодействии бизнеса (резидентов инновационных и IT кластеров), науки, образования. Немаловажным является сопряжение стратегии развития центра с приоритетами государственного развития в области цифровизации российской экономики и цифровизации сельского хозяйства.

Центр компетенций рассматривается в разрезе двух функциональных ролей — региональной и национальной.

На региональном уровне центр компетенций обеспечивает тесную связку научно-технических разработок с их апробацией и экспертным заключением по результатам условий практического применения, выступает центром притяжения технологий цифрового сельского хозяйства. Обеспечивает научное, методическое и консалтинговое сопровождение. Является центром трансфера знаний.

На национальном уровне центр компетенций позиционируется как интеллектуальное ядро с носителями новых знаний, новых идей, с набором профессиональных компетенций в области комплексного управления сельхозпредприятием. Такое позиционирование открывает возможности реализации на его территории различных федеральных проектов (пилотов) в области цифровизации сельского хозяйства (по линии Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, министерства транспорта Российской Федерации и Министерства экономического развития Российской Федерации и других министерств и ведомств).

С учетом низкого показателя внедрения информационно-коммуникационных технологий в аграрный сектор экономики сегодня требуется активное продвижение философии умного сельского хозяйства (smart farming, smart agriculture). Работа по цифровой трансформации должна проводиться не только на государственном уровне, но и на уровне сельхозтоваропроизводителей (как крупные агрохолдинги, так и небольшие сельхозпроизводители). Таким инструментом практической реализации идеи цифрового сельского хозяйства могут стать центры компетенций, куда войдут разработчики и производители информационно-коммуникационных технологий, сельхозпредприятия, институты подготовки/переподготовки кадров. При активном подключении научного сообщества и привлечении передовых IT компаний, занимающихся исследованиями и разработками (R&D) в области цифрового сельского хозяйства, такие центры могут аккумулировать базу знаний и точечно (по направлениям специализации) выполнять функции центров опережающего развития.

Функции Центра компетенции:

— формирование банка знаний;

— трансфер знаний;

— выбор точек развития;

— глоссарий;

— координирование исследований;

— портфель проектов;

— экспертный контроль.

Помимо ключевых функций, также планируется функционирование центра в качестве центра интеграции информации и услуг в интересах финансово-хозяйственной деятельности сельхозтоваропроизводителей.

На современном этапе Миссия центра компетенций заключается в совершенствовании деятельности сельскохозяйственных предприятий на основе внедрения цифровых технологий и платформ в товарной цепочке от поля до покупателя (с охватом всех бизнес-процессов).

Целью Центра компетенций на базе аграрного вуза является разработка, апробирование и внедрение инновационных решений по созданию систем комплексного управления сельхозпредприятием с использованием полного спектра технологий перехода к цифровой экономике (искусственный интеллект, технологии идентификации, сквозные технологии и пр.), а также поиска перспективных технологий для повышения эффективности ведения хозяйства в агропредприятиях.

Задачами Центра компетенций должны быть:

— обеспечение технологического лидерства участников центра компетенций в области цифрового сельского хозяйства по разработкам и внедрению систем комплексного управления сельхозпредприятием;

— создание условий для активного участия инновационных компаний, научного сообщества, конечных пользователей услуг и всех заинтересованных лиц в формировании пространства цифрового сельского хозяйства;

— создание механизма обновления и трансфера новых знаний в области цифрового сельского хозяйства;

— обеспечение эффективного участия центра компетенций в процессах формирования государственной и региональной экосистемы цифровой экономики по направлению цифрового сельского хозяйства;

— разработка, апробирование инновационных решений, их экспериментальная эксплуатация, как в собственном опытном хозяйстве, так и на опытных площадках сельхозтоваропроизводителей;

— разработка, адаптация и распространение нормативной документации и информационных материалов по проводимым работам и исследованиям.

3.5.2 Второй этап. Создание прототипа цифровой платформы опытного хозяйства

Платформа цифрового опытного хозяйства — это информационная система, позволяющая в автоматизированном режиме осуществлять сбор и анализ информации о состоянии земельных ресурсов хозяйствующего субъекта, планирование и оптимизацию технологических процессов выращивания сельскохозяйственных культур, учет и контроль затрат труда, ГСМ, семенного материала, поступление и отгрузку готовой продукции. Проектируемое программное обеспечение должно обеспечивать конструирование карт размещения посевов сельскохозяйственных культур, планирование севооборотов, агрохимическую оценку земельных участков, мониторинг эффективности землепользования и воздействия на окружающую среду.

Основные стратегические задачи внедрения платформы цифрового опытного хозяйства заключаются в следующем [37, 242]:

— возможность реализации полного комплекса услуг по управлению опытным хозяйством в электронном виде;

— мониторинг и необходимые оценки текущего состояния объекта управления;

— прогнозирование изменения состояния;

— формирование альтернативных сценариев по развитию данного состояния при реализации управляющих воздействий и влиянии внешней среды;

— оценка и выбор наиболее рационального варианта управленческих решений.

Функции платформы [243]:

— разработка системы рационального и экологически безопасного использования земли и ухода за животными;

— исследование возможностей и условий содержания высокопродуктивных животных и получения высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур;

— обоснование выбора участков земли, контуров полей, севооборотов;

— обоснование и разработка технологий для нужд конкретного опытного хозяйства;

— актуализация и сопровождение баз и банков данных по хозяйственной деятельности;

— мониторинг всех стадий производственного процесса опытного хозяйства;

— выработка рекомендаций по повышению эффективности производства.

Основные требования к платформе:

— инструменты реализация стратегического и оперативного управления;

— оперативное реагирование на изменения параметров состояния производственной и внешней среды;

— предупреждение чрезвычайных ситуаций и обеспечение возможности управления при их возникновении;

— обеспечение координации и интеграции функционирования компонентов системы;

— экономичность и рациональность осуществляемых управляющих воздействий.

Укрупненная схема информационных и управляющих потоков цифровой платформы опытного хозяйства продемонстрирована на рис. 3.13.

Проектируемая цифровая платформа направлена в первую очередь на поддержку принятия управленческих решений и должна строиться на открытой платформе управления процессами растениеводства, животноводства, логистики поставок и сбыта, включая системы контроля, формирование семенного и генетического фондов, управления внесением минеральных и органических удобрений, расхода пестицидов и лекарственных препаратов [244].

Рисунок 3.13 – Схема информационных и управляющих потоков цифровой платформы опытного хозяйства

Создаваемое платформенное решение имеет модульную структуру оперативного и стратегического планирования и прогнозирования основных технических, технологических, экономических и финансовых показателей с использованием спутниковой, климатической, почвенной, статистической и другой информации, которая предоставляется в установленных форматах в режиме онлайн, что позволяет на основе объективных данных главным специалистам опытного хозяйства принимать оптимальные управленческие решения и оперативно регулировать технологические процессы получения сельскохозяйственной продукции, планировать закупки и строить прогнозы. Это способствует так же реализации частных решений сельхозпроизводителя для выбора культуры, оказания господдержки, помощи в банковском и страховом обеспечении.

Оперативный сбор информации о состоянии сельскохозяйственных угодий осуществляется с применением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), данных спутникового зондирования, аппаратуры дифференциального позиционирования по сигналам ГЛОНАСС. На основе применения БПЛА решаются задачи мониторинга состояния посевов и полей, расчет NDVI (нормализованный вегетационный индекс) с целью эффективного удобрения культур, инвентаризировать проводимые работы и охранять сельскохозяйственные угодья, и др. индексов, инвентаризация сельскохозяйственных угодий, создание электронных карт полей, кадастр сельскохозяйственных угодий, точное позиционирование техник [245, 246].

Управление сельскохозяйственным производством на различных уровнях требует наличия объективной и регулярно обновляемой информации. Системы дистанционного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения позволяют осуществлять оперативный контроль состояния посевов, прогноз урожая, решение других задач агропромышленного комплекса. Съемку необходимо проводить в соответствии с четырьмя стадиями вегетации в течение активного сельскохозяйственного сезона.

Карты NDVI создаются на основе данных обследования всходов с помощью БПЛА, получаемых с обычной и инфракрасной цифровых камер. Это позволяет анализировать состояние растительности, ее плотность, всхожесть и рост, прогнозировать продуктивность угодий. Выявляются проблемные зоны угнетенной растительности. Такие участки отличаются цветовым фоном при графической визуализации карты посевов.

Цифровая платформа должна содержать: массивы данных полей классифицируемые по природно-сельскохозяйственного и ландшафтно-экологического признакам; экологический анализ и мониторинг территории для планирования и проектирования технологических схем и севооборотов; цифровое почвенное картографирование; архив данных по многолетнему исследованию полей и внутрипочвенного георадарного зондирования [245].

Необходимым является наличие в составе платформы модуля архива моделей для выполнения задач оценки стоимости, планирования урожая, цены, восстановления качества почвы, ее пригодности и т.д.

Таким образом, цифровая платформа должна включать (рис. 3.14):

— блок сбора, актуализации и хранения данных;

— блок мониторинга состояния и использования земель;

— блок многоцелевой оценки пригодности земель и моделирования потенциальной урожайности;

— блок прогнозирования урожайности с/х культур;

— блок планирования размещения с/х угодий и посевов отдельных культур, проектирования систем земледелия и агротехнологий;

— блок кадастровой оценки земельных участков и их залоговой стоимости;

— блок идентификации и контроля сельскохозяйственной техники и прицепных устройств;

— блок учета расхода химикатов и семян;

Рисунок 3.14 — Структура модуля агротехнического обеспечения цифровой платформы

— блок идентификации и учета работы механизаторов и полеводов.

На цифровой платформе предполагается реализация нескольких модулей:

— ведение реестра полей;

— планирование севооборотов;

— спутниковый мониторинг полей;

— агрохимическое обследование;

— взаимодействие с техникой;

— документирование производственного процесса.

Для работоспособности любого модуля системы необходима предварительная подготовка. Требуется начальная оцифровка контуров полей, загрузка карт в систему и заполнение справочников. Предполагается наличие следующих справочников: информация о компании, информация о работниках, информациях о машинах и агрегатах, технологии выращивания, сорта, удобрения и средства защиты, ТМЦ, сезоны [247].

Модуль 1. В рамках модуля создаются паспорта полей. Паспорт поля агрегирует всю информацию из системы в разрезе конкретного поля. На этой странице предоставляется информация о месте расположения поля, площади на основании данных спутникового мониторинга и по документам, о выращиваемой культуре, история севооборота на поле, индекс NDVI. Так же возможно просмотреть информацию о ближайших мероприятиях на поле и затратах материально-технических ресурсов.

Модуль 2. Для планирования севооборотов применяется справочник сезонов, представляющих из себя произвольный период времени, в течении которого выращивается определенная культура. Допускается пересечение сезонов по датам. Не допускается пересечение сезонов культур на одном поле. Сезон охватывает несколько полей. Для создания севооборотов достаточно указать культуру на конкретном поле сезона. После распределения культур по полям приступают к планированию технологических операций. Для техоперации указывается название, период выполнения, тип, вид работы, расход при необходимости семян и химикатов. Техоперации создаются для всех полей для всего периода вегетации.

Модуль 3. Спутниковые снимки полей должны обновляться в системе не реже 2…3 раз в месяц. При необходимости на них должна присутствовать различная окраска для определения зон неоднородности. Данные спутниковой визуализации могут вводиться в ручном режиме, в автоматическом режиме на предустановленную дату. Так же предусматривается прямой ввод данных с БПЛА. Данные спутниковой и фотосъемки с беспилотников могут использоваться для изменения информации о рейтинге полей в справочнике. Все вместе позволяет сконцентрировать внимание на проблемных полях и запланировать возможные мероприятия.

Модуль 4. Для агрохимического обследования полей и планирования мероприятий используют послойные карты бонитировки почв с указанием химического состава и наличия микроэлементов. Кроме этого для оперативного реагирования желательно подключение датчиков и технических средств для автоматизированного отбора и анализа данных о состоянии почвы, растений, наличии вредителей и болезней, сорняков и т.д. Частота измерений зависит от изменчивости измеряемого показателя во времени. Например, такие показатели, как содержание нитратов, влажность почвы, меняются достаточно быстро в рамках одного поля и должны измеряться в реальном режиме времени. В результате в данном модуле визуализируются на картах данные с изолиниями распределения элементов питания в почве, распределения азота, фосфора, калия (NPK). На основании этих данных создаются карты точечного внесения удобрений и средств защиты для техники. На основании имеющихся алгоритмов расчета определяется норма внесения удобрений, выноса и процент использования веществ в различные периоды вегетации.

Модуль 5. На всей технике, занятой в технологических операциях предустанавливаются датчики телеметрии и контроля загрузки бункера, расхода ГСМ, семян, СЗР, удобрений. Данные с датчиков поступают в модуль и позволяют отслеживать перемещение техники на полях и вне их, контролировать операции сева и сбора сельскохозяйственных культур, расхода материалов, объемы выполненных работ, внесения удобрений и средств защиты, планировать техническое обслуживание техники. Кроме этого в данном модуле на основе паспорта поля возможна загрузка карты с треками движения техники.

Модуль 6. На всех стадиях процесса выращивания культур готовятся отчеты по структуре сельскохозяйственных угодий, планируемой урожайности, предшественниках, формируются технологической карты, планы по использованию удобрений, средств защиты, семян, техники, ГСМ. Имеется возможность сформировать календарный план мероприятий, сделать оценку выполненных работ, рассчитать себестоимость продукции и сравнить ее с предыдущими периодами, сформировать отчет о времени работы техники, обработанной площади и производительности, скорости и треках движения.

Все модули могут взаимодействовать между собой и передавать данные для решения других задач. В опытном хозяйстве устанавливается центральная система управления всеми процессами, при этом у каждого руководителя должен иметься доступ к автоматизированной системе для получения информации или внесения оперативных данных в ручном режиме.

В дальнейшем возможно оборудование складских помещений датчиками и подключение соответствующего модуля на платформу с целью контроля поступления и отгрузки сырья и материалов, готовой продукции, микробиологического состояния помещений для хранения.

При интеграции цифровой платформы с платформой 1С появляется возможность прямой передачи данных для учета в бухгалтерию и автоматизации формирования расходных документов, накладных, бухгалтерских отчетов.

Новые технологии в сельском хозяйстве отличаются широким использованием современных электронных средств информатизации, геоинформационных систем, космических методов диагностики посевов и дистанционных средств управления ими в изменяющихся режимах. Они рассчитаны на получение планируемого урожая высокого качества интенсивных сортов растений в системе непрерывного управления продукционным процессом. При этом, наряду с регулированием фитоценозов, решаются задачи оптимизации почвенных условий. Предлагаемая цифровая платформа позволяет собрать на одном рабочем экране всю информацию о полях, культурах, технике, агрохимии, погодных условиях, запланированных мероприятиях. Появляется возможность оперативного реагирования на проблемных участках работы, усиления контроля за работой техники и соблюдением норм технологических процессов.

3.5.3 Третий этап. Разработка первой очереди цифровой платформы опытного хозяйства

Третий этап создания и развития цифровой платформы опытного хозяйства аграрного вуза предусматривает создание полного скелета цифровой платформы. При разработке первой очереди цифровой платформы опытного хозяйства используется устоявшийся проектный подход. В первую очередь, он подразумевает разработку полного технического проекта цифровой платформы опытного хозяйства. Затем, в соответствии с утвержденным проектом, начинается разработка и сборка самой системы. Плановый, проектный подход к разработке первой очереди необходим для обеспечения целостности всей системы на последующем эволюционном, коммерческом этапе. В систему должны войти не менее 20 изготовленных в единой программной среде субплатформ и 15…20 API-приложений. Последние, должны быть программно связанны с указанными приложениями. В проектировании и экспертной оценке целесообразности включений в первую очередь субплатформ и API-приложений, активное участие должен принимать созданный на первом этапе Центр компетенций. Первая очередь должна проектироваться и разрабатываться за счет внебюджетных средств образовательной организации, с привлечением регионального и федерального бюджетов.

3.5.4 Четвертый этап. Коммерческое расширение и развитие цифровой платформы опытного хозяйства

Здесь должны быть рассмотрены сущность, проблемы и перспективы взаимодействия высших учебных заведений и сельхозтоваропроизводителей по продвижению научных исследований в реальный сектор экономики в информационно-цифровой экономике.

Влияние высших учебных заведений на формирование конкурентоспособного агропромышленного комплекса с одной стороны выражается в подготовке высококвалифицированных кадров, как и научных исследованиях и опытно-конструкторских разработках, с другой стороны может быть расширено в сферу кооперации и производства инновационной продукции, а также подготовку экспертизы и сертификации новой продукции для АПК.

Успешное создание агропромышленных кластеров в некоторых регионах и научные исследования по этому вопросу не дают целостного понимания и алгоритмов нормативно-правового оформления для применения на практике моделей взаимодействия научных коллективов университетов и агропромышленных холдингов. Несмотря на эффективность кластерных образований установление связей и цепочек в рамках сельхозкооперации со средними и мелкими товаропроизводителями нельзя назвать существенными.

Для того, чтобы цепочка от создания и внедрения научных разработок в реальный сектор экономики до получения заметных экономических результатов была короче требуется создание проектных офисов по управлению инновационным развитием в рамках программ регионального развития АПК. И коммерциализация научных исследований — это этап практического применения, позволяющий получить социально-экономический и иной значимый эффект.

Вариантами решения процесса коммерциализации и повышения конкурентоспособности региональных комплексов АПК могут быть бизнес-проекты, центры инновационных технологий, консультационные офисы, технопарки, научно-промышленные кластеры и другие формы.

Сейчас в Российской Федерации кластеры создаются при поддержке Министерства экономического развития, Министерства промышленности и торговли, местными органами власти. При этом среди 114 кластеров [248] только 7,8% имеют высокий уровень организационного развития, а 12,3% имеют средний уровень оргразвития, т.е. — около 80% кластеров находятся на начальной стадии, хотя некоторые образованы более 3…8 лет назад.

Такая ситуация связана со следующими проблемами, возникающими с созданием, формированием и развитием кластеров:

— во-первых, кластер базируется на существующей системе организации производства, не учитываются последствия изменений в производственно-сбытовой цепочке;

— во-вторых, отсутствует оценка перспектив реализации конечного продукта кластера как в своих рамках, так и за его пределами;

— в-третьих, слабая проработка процесса кооперации в кластерной цепочке;

— в-четвертых, слабая изменчивость кластерной структуры и иерархии его участников;

— в-пятых, после получения документально-оформленного разрешения на формирования кластера от федеральных органов отсутствие конкретных мероприятий со стороны региональных участников по дальнейшему развитию кластера;

— в-шестых, низкий уровень обратной связи из-за разницы интересов участников;

— в-седьмых, низкое качество управления руководством кластера, не обладающего достаточными компетенциям и опытом инновационного менеджмента;

— в-восьмых, отсутствие спроса на инновационную продукцию со стороны сельхозтоваропроизводителей;

— в-девятых, высокая конкуренция и протекционизм со стороны транснациональных корпораций.

Совокупность этих и других факторов привели к низкому удельному весу инновационных продуктов, как отражение общего состояния российской экономики в плане слабой реализации структурно-инновационной политики [249]. Например, удельный вес инновационных товаров, работ, услуг в общем объеме отгруженных товаров, выполненных работ, услуг малых предприятий по субъектам Российской Федерации в целом в 2015 году не превышал 11% по стране, по регионам Центрального федерального округа от 1,5% до 11,7% [249]. Это подтверждается исследованиями и выводами о том, что наличие университетов имеет низкий уровень влияния на инновационное развитие регионов вследствие отсутствия четко выстроенной системы заказа на подготовку инновационных кадров [250].

Президентом Российской Федерации В.В. Путиным 18 мая 2017 года было подписано распоряжение № 163-рп «Об утверждении плана перехода на использование отечественных геоинформационных технологий», содержащее рекомендации органам исполнительной власти субъектов РФ до 01.10.2018 разработать и утвердить соответствующие региональные планы, предусмотрев их реализацию до 31.01.2020.

Геоинформационные системы (также ГИС — географическая информационная система) — системы, предназначенные для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах [251].

ГИС-технологии позволяют создать единую оптимально организованную пространственную модель территории, представляют многопользовательский доступ к данным о ней и, наконец, дают возможность оперативно интегрировать информацию в научных и практических целях для хозяйственного и экономического развития территории. ГИС используются в архитектуре, урбанистке, градостроительстве, геологических изысканиях: во всех тех сферах, где для успешной работы требуется иметь географические данные.

ГИС отличают:

— развитые аналитические функции;

— возможность управлять большими объемами данных;

— инструменты для ввода, обработки и отображения пространственных данных.

Преимущества геоинформационных систем:

— удобное для пользователя отображение пространственных данных — картографирование пространственных данных, в том числе в трехмерном измерении, наиболее удобно для восприятия, что упрощает построение запросов и их последующий анализ.

— интеграция данных внутри организации — геоинформационные системы объединяют данные, накопленные в различных подразделениях компании или даже в разных областях деятельности организаций целого региона. Коллективное использование накопленных данных и их интеграция в единый информационный массив дает существенные конкурентные преимущества и повышает эффективность эксплуатации геоинформационных систем.

— принятие обоснованных решений — автоматизация процесса анализа и построения отчетов о любых явлениях, связанных с пространственными данными, помогает ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений.

— удобное средство для создания карт — геоинформационные системы оптимизируют процесс расшифровки данных космических и аэросъемок и используют уже созданные планы местности, схемы, чертежи. ГИС существенно экономят временные ресурсы, автоматизируя процесс работы с картами, и создают трехмерные модели местности.

Операции, осуществляемые ГИС:

— ввод данных — в геоинформационных системах автоматизирован процесс создания цифровых карт, что кардинально сокращает сроки технологического цикла;

— управление данными — геоинформационные системы хранят пространственные и атрибутивные данные для их дальнейшего анализа и обработки;

— запрос и анализ данных — геоинформационные системы выполняют запросы о свойствах объектов, расположенных на карте, и автоматизируют процесс сложного анализа, сопоставляя множество параметров для получения сведений или прогнозирования явлений.

— визуализация данных — удобное представление данных непосредственно влияет на качество и скорость их анализа. Пространственные данные в геоинформационных системах предстают в виде интерактивных карт. Отчеты о состоянии объектов могут быть построены в виде графиков, диаграмм, трехмерных изображений.

ГИС-система позволяет (возможности ГИС):

— определить какие объекты располагаются на заданной территории;

— определить местоположение объекта (пространственный анализ);

— определить временные изменения на определенной площади);

— смоделировать, что произойдет при внесении изменений в расположение объектов (например, если добавить новую дорогу).

Развитие отрасли геоинформационных систем и геоинформационных технологий шагнуло в стадию, когда использование их потенциальных возможностей становится необходимым условием успешных решений большинства автоматизированных систем, связанных с территориальным управлением. В свою очередь, региональные геопорталы служат повышению эффективности исполнительных органов государственной власти и местного самоуправления, обеспечению экологической безопасности, рационального землепользования, устойчивого социально-экономического и инновационного развития и в целом инвестиционной привлекательности региона. Активная работа по внедрению ГИС проводится на муниципальном уровне в основном с целью инвентаризации недвижимости и земельных ресурсов, а также для решения градостроительных задач.

Создание национальной геоинформационной платформы соединит такие отраслевые решения, сервисы и данные, как:

— имущественный комплекс (кадастр, права, налоги, адреса, не участвующее в налогообложении имущество и пр.);

— лесное хозяйство (таксации, лесные пожары, лесопатология и пр.);

— дорожно-транспортный комплекс (участки дорог, объекты инфраструктуры, объекты дорожного сервиса, направления работ и пр.);

— сельское хозяйство (мониторинг полей, прогнозирование урожайности, инвентаризация с/х земель и пр.);

— инженерные сети (теплосети, электросети, водопровод, интернет, телефония и пр.).

Требования рынка к ГИС:

— импортозамещение существующих систем на российские аналоги;

— интеграция ГИС с другими ИТ-системами в целях эффективности;

— облачные технологии: переход от стационарных к мобильным, доступ через web-порталы;

— единая платформа для множества отраслевых решений;

— комплексные решения – поставка данных и их аналитическая обработка;

— работа с большими объемами данных.

ГИС России как система и ее методология совершенствуются и развиваются в следующих направлениях:

— развитие теории и практики информационных систем;

— изучение и обобщение опыта работы с пространственными данными;

— исследование и разработка концепций создания системы пространственно-временных моделей;

— совершенствование технологий автоматизированного изготовления электронных и цифровых карт;

— разработка технологий визуальной обработки данных;

— разработка методов поддержки принятия решений на основе интегрированной пространственной информации;

— интеллектуализация ГИС.

Например, использование ГИС-технологий агрохолдингами. Это обеспечит им: учёт сельскохозяйственных угодий, ведение базы почвенного плодородия, агротехнологическое планирование, мониторинг состояния полей и посевов, ведение базы сведений о технике, дистанционный мониторинг техники, информационное взаимодействие с 1С. Проблема агрохолдингов — в больших пространствах, поэтому без ГИС такой мониторинг нереализуем. Использование данных, получаемых с малых спутников и БПЛА (беспилотный летательный аппарат) обеспечит пользователей более точной и актуальной информацией о территориях. В итоге новые геосервисы станут более функциональными, что позволит расширить области их применения и увеличить аудиторию пользователей.

Вклад ГИС в цифровую экономику — для организаций:

— повышение собираемости налогов — выявление неучтенных в налоговом обороте земель;

— автоматизированный анализ и увеличение сбора штрафов и платежей в лесном, дорожном комплексе;

— дистанционный мониторинг и аналитика показателей — повышение урожайности и экономия на удобрениях в сельском хозяйстве.

Формирование функционирующей ГИС платформы и единого источника данных для нее потенциально позволит повысить качество государственного управления в России при достаточно низких временных затратах.

Для коммерциализации предложений по программам ГИС необходимо провести сравнительный анализ программ, представленных на рынке (табл. 3.3).

Таблица 3.3. Программы ГИС, представленные на отечественном рынке

AgroNetworkTechnology, «Ант» (Москва)

Система ANT рассчитана на использование руководителями и агрономами предприятия и позволяет из любой точки мира получать всю необходимую информацию о состоянии производства, выполняемых операциях, текущем развитии урожая в реальном масштабе времени.

«ЦПС: АгроУправление», «ЦентрПрограммСистем» (Белгород)

«ЦПС» предлагает целый набор программных решений для сельского хозяйства, среди них можно выделить геоинформационную систему «АгроУправление», предназначенную для автоматизации задач управления электронными картами, ведения агрономического учета, проведения мониторинга транспорта и земель сельскохозяйственных предприятий. Система реализована как веб-приложение на платформе «ГеоС», которая в свою очередь интегрировала возможности двух технологических платформ: «1С:Предприятие 8» и GeoServer. В поставку решения включено мобильное приложение для фото-видео фиксации событий на полях.

Продолжение табл. 3.3

ГИС «ПанорамаАгро», КБ «Панорама» (Москва)

ГИС «Панорама АГРО» предназначена для комплексной автоматизации управления сельскохозяйственным предприятием в отрасли растениеводства и обеспечивает решение двух взаимосвязанных задач: управление аграрными технологиями и мониторинг подвижных технических средств компании на основе GPS/ГЛОНАСС навигации. Помимо прочего, программное обеспечение от КБ «Панорама» позволяет обрабатывать мультиспектральные снимки, привязывать их к полям и создавать карты неоднородности по индексу биомассы.

ГИС «Точный фермер», «Информтех» (Махачкала)

Основной задачей ГИС «Точный фермер» является сбор, преобразование, хранение и анализ данных о собранном урожае и аналитические функции для планирования будущей деятельности. К заявленным возможностям относятся: обработка и анализ данных, полученных в процессе работы сельскохозяйственных машин; построение карт урожая; создание карт дифференцированного распыления удобрений; получение граничных карт поля; расчет статистических характеристик карты сельхоз угодья и проведение сравнительного анализа карт.

ActiveMap, «ГрадоСервис» (Казань)

Система геомониторинга ActiveMap/Сельское хозяйствопоставляется в коробочной версии и в облаке. Система предлагает картографическую основу для полей, мобильное приложение для техники, геопортальное решение и систему мониторинга техники. Возможно создание тематических карт с помощью настольного ГИС-редактора, обеспечена работа с космоснимками и аэрофотоснимками для повышения точности данных.

ГИС «Полис-5», «Софт полис» (Москва)

Основой комплексной информационно-аналитической системы мониторинга сельскохозяйственных земель «Полис-5» выступает электронная полевая карта. Также в системе имеется возможность создания отчетов, проведение линейного анализа, визуализации данных и другое.

«ГИС для сельского хозяйства», «НПО Топокарта» (Москва)

«ГИС для сельского хозяйства» представляет собой специализированный комплекс программно-технических средств, включающий электронную карту полей, систему агрохимического анализа почв, систему мониторинга техники на основе GPS навигации и визуализация её перемещения на электронной карте.

ГИС «Агроаналитика», Gurtam (Минск)

ГИС «Агроаналитика» изначально разрабатывалась как дополнение к системе Wialon, предназначенной для контроля передвижения техники. Дополнительная система позиционируется как профильное и интегрирует воедино работу агрономического, инженерного и экономического отделов сельхозпредприятия. Система позволяет вести журнал полевых работ и учет технологических операций, а также строить отчеты по полевым работам. Какого-либо аналитического ГИС функционала кроме создания карты полей среди возможностей программы не наблюдается.

Продолжение табл. 3.3

ИАС «ГЕО-Агро», ГЕОМИР (Мытищи)

ГИС-модуль ИАС «ГЕО-Агро» предназначен для хранения и анализа различных карт: агрохимических, агрофизических, урожайности, дифференцированного внесения удобрений по технологии точного земледелия, карт направления движения техники на полях, карт отбора проб, почвенных карт и других. Система ведет учёт климатических и метеоданных, формирует пользовательские отчеты и позволяет печатать карты.

Расчет выноса NPK, Дневник Агронома, «Агрокультура» (Москва)

Мобильное приложение «Расчет выноса NPK» позволяет быстро рассчитать вынос азота (N), фосфора (P2O5), калия (K2O) и серы (S) сельскохозяйственными культурами. Программа «Дневник Агронома» предназначена для ведения электронной книги истории полей севооборотов.

.Агро», «Совзонд» (Москва)

«Геоаналитика.Агро» (v. 1.0) — геоинформационный сервис поддержки принятия решений в области сельского хозяйства. Аналитическое наполнение веб-сервиса базируется на автоматизированной обработке данных различных источников: Открытые данные с космических аппаратов Landsat 8, Sentinel-1 и Sentinel-2. Коммерческий сервис дистанционного мониторинга Blackbridge AG (RapidEye). Цифровые модели рельефа. Агрометеорологические данные и др. Доступ к сервису предоставляется в двух вариантах — через веб-интерфейс и через API, что позволяет встраивать «Геоаналитику.Агро» в качестве компонента комплексных информационно-аналитических систем частных компаний и органов государственной власти.

«КосмосАгро», «СканЭкс» (Москва)

Облачный онлайн-сервис «КосмосАгро» предназначен для ведения непрерывного мониторинга состояния и использования сельскохозяйственных угодий, включая получение точных данных о границах полей, площадях посевов, состоянии сельскохозяйственных культур, оперативного выявления неблагоприятных стихийных воздействий, таких как засуха, вредители и болезни, а также для информационной поддержки процесса прогнозирования урожайности.
В основе геосервиса лежит технология полностью автоматизированного тематического анализа материалов космической съемки, позволяющая получать значения вегетационных индексов и индексов условий вегетации, оценивать динамику развития посевов, посевных и уборочных работ, получать ряд дополнительных параметров состояния сельскохозяйственных угодий. Все результаты работы сервиса отображаются на карте и оформляются в виде отчетных материалов, что обеспечивает удобство анализа получаемых данных и позволяет накапливать статистическую информацию о состоянии посевов. В качестве исходных данных могут быть использованы любые снимки по желанию заказчика.

В ходе анализа для принятия управленческих решений в сельскохозяйственной организации за счет информационной программы удается достичь значимых для предприятия результатов, а именно:

— существенного повышения качества производственного учета, в том числе за счет оперативности сбора данных «с полей» и процессов валидации факта;

— повышения уровня дисциплины соблюдения агротехнологий, в частности путем внедрения системы контроля основных параметров технологических операций, а также инструментов мониторинга и агроскаутинга;

— уточнение рабочих площадей полей на 4%;

— сокращения нецелевых простоев техники;

— повышения дисциплины и вовлеченности персонала в реализацию производственных процессов.

Исследование научных работ и опыта функционирования кластерных инновационных структур позволяет сформулировать перспективные направления и мероприятия развития коммерциализации научных исследований в рамках кластерных образований:

— важно четкое определение долгосрочных ориентиров развития с целью формирования инновационной культуры в бизнес-среде [252];

— необходимы создание и развитие инновационной инфраструктуры в регионах на основе государственно-частного партнерства с целью развития кооперации между инноваторами и бизнес-средой [253];

— необходимо снижение административных, организационных, налоговых, юридических барьеров с целью стимулирования частных инвестиций в генерацию объектов интеллектуальной собственности, имеющих перспективу коммерциализации;

— обеспечение поддержки проекционных образовательных программ, ориентированных на компетенции персонала по обеспечению прикладных решений и коммерциализации научных исследований;

— учреждение информационно-консультационных организаций с целью поддержки в вопросах выбора способа коммерциализации, проведения рыночных исследований, анализа ресурсных потребностей региона, выбора перспективных сфер агропроизводства с точки зрения экономической эффективности, оценки бизнес-плана [251, 254];

— создание холдинговых компаний с целью осуществления государственной финансовой поддержки на первых стадиях инновационного процесса и стадиях продвижения на мировом рынке;

— обеспечение поддержки национальных производителей инноваций с целью развития национальных брендов.

3.6 Расчет экономического и бюджетного эффекта от внедрения цифровой платформы опытного хозяйства

Активное внедрение ИТ-платформ соответственно ставит вопросы оценки эффективности от их внедрения, в т.ч. экономический и бюджетный эффекты.

Обобщающая оценка деятельности организации дается на основе таких результирующих финансовых показателей, как прибыль — абсолютный показатель и рентабельность — относительный показатель.

Показатели прибыли становятся важнейшими для оценки производственной и финансовой деятельности предприятия. Они характеризуют степень его деловой активности и финансового благополучия. Чтобы рассчитать показатели экономической эффективности, необходимо сравнить данные по затратам до внедрения информационной системы анализа деятельности предприятия и после внедрения.

Например, эмпирически выявлено, что до внедрения ИС анализ деятельности предприятия проводили 10 сотрудников в течение года. С использованием ИС возможно проводить анализ деятельности предприятия 1 сотруднику за 2 месяца, т.к. почти все шаги процесса автоматизированы. Согласно ГОСТ 24.702-85 «Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Эффективность автоматизированных систем управления. Основные положения» основные показатели экономической эффективности автоматизированной системы управления (АСУ) следующие: годовая экономия; расчетный коэффициент эффективности капитальных затрат на разработку и внедрение АСУ; срок окупаемости капитальных затрат на разработку и внедрение АСУ.

Годовая экономия рассчитывается следующим образом: годовая экономия равна затратам до внедрения, за вычетом затрат после внедрения. Коэффициент эффективности равен отношению годовой экономии к затратам после внедрения и на разработку.

Срок окупаемости представляет собой отношение капитальных затрат на разработку и внедрение АСУ к годовой экономии (к годовому приросту прибыли).

Итак, чтобы оценить эффективность ИТ, надо как минимум:

— определить реальные полезные результаты, в том числе финансовые, которые могут быть получены предприятием, а также другими заинтересованными лицами (например, инвесторами, собственниками, контрагентами и др.);

— обозначить финансовые, кадровые и другие ограничения, такие как время, за которое эффекты должны быть получены; определить степень соответствия получаемых полезных эффектов желаемым, а также уровень выполнения существующих ограничений для каждого альтернативного варианта применения ИТ на предприятии; выбрать вариант ИТ-решения, который позволит наиболее адекватно обеспечить полезные эффекты, причем с минимальными затратами ресурсов всех видов.

С позиции самого предприятия эффективная информационная система должна предоставлять качественные информационные сервисы по приемлемой цене всем бизнес-подразделениям, а бизнес-подразделения, в свою очередь, правильно использовать все услуги цифровых информационных платформ.

Известны следующие методики оценки эффективности ИТ-проектов.

Российско-советская методика расчета экономической эффективности АСУП.

Годовой экономический эффект можно определить, как разницу между приростом прибыли и приведенными капитальными затратами.

(3.1)

где Кп — капитальные затраты на создание АСУП;

Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

Традиционные финансовые методики.

Расчет простого срока окупаемости — PP (Payback Period).

Данная методика имеет особое значение для производств, связанных с передовой технологией, где стремительное устаревание товара является нормой, применение данного метода может быть вполне обосновано.

(3.2)

где PP – срок окупаемости инвестиций (лет);

I – первоначальные инвестиции;

CF _СГ– среднегодовая стоимость поступлений от реализации проекта.

Расчет чистой приведенной стоимости – NPV (Net Present Value).

Для обоснования выбора между двумя и более проектами, что часто происходит при выборе варианта ИТ- решения, методика NPV уже не вполне годится – поскольку требует корректировки и приведения проектов к сопоставимым, в том числе и по бюджету, для сравнения необходимых для каждого из них инвестиций.

(3.3)

(3.4)

где I₀ – величина исходных инвестиций в нулевой период

PV – общая текащая стоимость доходов проекта;

n – число периодов;

CFt – приток денежных средств в период t;

r – ставка дисконтирования.

Расчет внутренней нормы доходности – IRR (Internal Rate of Return).

Метод определения внутренней нормы доходности проекта предназначен для установления нормы рентабельности (прибыльности) ИТ-платформы, но не каждого пользователя платформы.

(3.5)

где – это процентная ставка, при которой чистая приведенная стоимость IRR (NPV) равна 0.

Расчет дюрации (D).

Методика позволяет привести к единому стандарту самые разнообразные по своим характеристикам ИТ-проекты (по срокам, количеству платежей в периоде, методам расчета причитающегося процента) что характерно именно для ИТ-решений.

(3.6; 3.7)

где CF _t– приток денежных средств в период t;

PV _t– текущая стоимость доходов за n периодов до окончания срока действия проекта;

D – дюрация;

r – барьерная ставка (коэффициент дисконтирования);

t – периоды поступления доходов 1, 2, …, n;

n – число периодов.

Расчет индекса прибыльности – PI (Profitability Index).

Индекс доходности инвестиций рассчитывается как отношение приведенной стоимости будущих денежных потоков от реализации инвестиционного проекта ИТ-платформы к приведенной стоимости первоначальных инвестиций:

(3.8)

где NPV — чистые приведенные денежные потоки проекта;

I₀ — первоначальные затраты.

Расчет рентабельности инвестиций ROI (Return on Investment).

Метод расчета рентабельности инвестиций, разработанный компанией Stern Stewart, представляет собой классический способ измерения отдачи от капиталовложений в ИТ-проекты. Расчет производится исходя из затрат на внедрение новых информационных комплексов и систем, а также снижения других затрат компании после осуществления этого проекта, а также прогнозируемого роста доходов.

(3.9)

Оценку ROI целесообразно делать несколько раз по ходу реализации проекта. Первый расчет прогнозного значения производится на этапе предварительного анализа и обоснования внедрения системы в целом. Второй расчет прогнозного значения делается по завершении предпроектного обследования, которое заключается в описании процессов компании и анализе возможности их оптимизации и автоматизации. Третий расчет должен быть произведен после внедрения системы, спустя достаточный период времени, чтобы увидеть реальный результат.

Новые финансовые методики оценки эффективности ИТ-проектов.

Расчет совокупной стоимости владения – TCO (Total Cost of Ownership).

С точки зрения методики — существуют так называемые «прямые» или «бюджетные» расходы и «неявные» (скрытые или небюджетируемые) затраты в содержание «своей» информационной системы, затраты и потери, связанные с ее функционированием и так далее и тому подобное.

(3.10)

где З_t^КЕ– затраты на приобретение готового программного обеспечения и технических средств в периоде t;

З_t^ОКР– затраты на проектирование системы в периоде t;

З_t^СМР– затраты на строительно-монтажные работы в периоде t;

З_t^ВН– затраты на внедрение системы в периоде t;

З_t^ЭКС– эксплуатационные затраты в периоде t;

З_t^СП– затраты на сопровождение в периоде t.

Инструменты качественного анализа.

Сбалансированная система показателей для ИТ – ITS (IT Scorecard).

Использование метода позволяет ответить на вопрос: «Действительно ли информационные платформы предоставляют пользователям именно те приложения и услуги, которые нужны для решения наиболее важных задач бизнеса?» и обеспечить более четкое понимание причин успеха информационных платформ, а также выявить те области, в которых возможно дальнейшее улучшение.

Показатель Финансы (число ИТ-пользователей, затраты на пользователя, экономичность процессов ИТ, экономический эффект в расчете на пользователя).

Показатель Клиенты (качество услуг, число новых клиентов, удовлетворенность клиентов, число новых каналов предоставления услуг).

Показатель Процесс (доступность систем и служб, бюджетно-плановые мероприятия, пропускная способность и реагирование, ошибки и переделка).

Методики контроля затрат.

Функционально-стоимостной анализ (ФСА) – АВС (Activity Based Costing).

Методом функционально-стоимостного анализа производится дифференцированная калькуляция и распределение проектных затрат по видам деятельности, продукции и функциям предприятия. Такой подход позволяет установить связь между элементами себестоимости производимых предприятием товаров и услуг, используемыми производственными процессами и применяемыми технологическими решениями. Применительно к оценке эффективности информационных систем, метод ФСА опирается на построение бизнес-модели предприятия «как есть» и «как надо», и последующую оценку того, к каким изменениям основных бизнес-процессов приведет внедрение проектируемой системы.

Одним из направлений использования ФСА-метода является формирование на предприятии системы бюджетов. При формировании системы бюджетов используется ФСА-модель для определения объема и стоимости работ, а также потребностей в ресурсах.

В этом случае, полученная ФСА-информация позволяет принимать осознанные и целенаправленные решения о распределении ресурсов, опирающиеся на понимание взаимосвязей функций и стоимостных объектов, стоимостных факторов и объема работ. Все это позволяет сформировать реалистическую систему бюджетов.

Метод исследования затратно-временных показателей C/SCSC (Cost/Schedule Control Systems Criteria).

В рамках концепции затратно-временных показателей эффективность может быть оценена как на уровне различных стадий, так и отдельных операций проекта внедрения ИС на основе двух ключевых показателей: соотношение объема запланированных и выполненных работ, а также запланированных и фактических затрат на проведение проекта.

В самом упрощенном (но все равно полезном) виде с помощью C/SCSC можно контролировать ход выполнения проекта по двум наиболее важным критериям — срокам и бюджету.

Как отмечается в работе [255], «в целом зарубежные исследования в области цифровизации сельскохозяйственного производства и сельскохозяйственных услуг можно условно разделить на три основных направления. Первое направление представлено изучением опыта применения новых технологий в сельском хозяйстве развивающихся стран, а также территорий со сложным социально-экономическим положением, но благоприятными природно-климатическими условиями для производства сельскохозяйственной продукции. В этих работах чаще всего отмечается наличие специфических условий ведения бизнеса, серьезной государственной поддержки сельскохозяйственных производителей, быстрые темпы роста сектора в целом, отдельных отраслей и подотраслей. Вторая группа исследований сосредоточена на частных примерах применения отдельных цифровых технологий в развитии агропромышленного комплекса и сельского хозяйства, в том числе исследуются процессы автоматизации рабочих мест и повышение производительности труда; эффективности производства и оптимизации ресурсного потенциала сельскохозяйственных предприятий. Третья группа трудов связана с выявлением возможностей применения цифровых технологий к различным сельскохозяйственным компаниям и фирмам в зависимости от уровня и масштаба их бизнеса, от форм собственности. Особую группу в этом научном направлении составляют исследования, посвященные возможности цифровизиции и компьютеризации производственных и бизнес-процессов мелких фермерских хозяйств, т. е. тех предприятий, которые составляют основу местной аграрной экономики развитых и большинства развивающихся стран».

На основании анализа всех перечисленных методик и подходов можно сделать достаточно обоснованный вывод, что все методы определения экономической эффективности имеют определенные достоинства и недостатки, поэтому использования одного из методов может, как не дать результата вовсе, так и, дав какой-либо результат, привести к ошибочным управленческим решениям. Таким образом, очевидна необходимость использования комплекса методов.

Внедрение изменений в производственные и управленческие технологии сельского хозяйства должно быть доступным, что достигается при соответствии комплексу следующих критериев [255]:

— техническая доступность означает, что технология соответствует нормам и нормативам производственной безопасности для человека, окружающей среды, отсутствуют конфликты с оборудованием, которое применяется в производственном процессе;

— экономическая целесообразность определяется несколькими значимыми критериями — снижением затрат, ростом показателей прибыли и рентабельности основных направлений производства;

— экологическая доступность связана с возможностью рационального природопользования, снижения концентрации вредных веществ в почве;

— кадровая доступность заключается в возможности персонала использовать технологии в производственном и управленческом процессе, наличие высокой квалификации, обучаемость, непрерывность производственного и академического образования и повышения квалификации. Здесь также уместно говорить о создании необходимых условий труда, соответствующих нормам безопасности и гигиеническим факторам, направленным на обеспечение удобства, безопасности, экономичности работы с новой технологией с точки зрения рабочего времени и производительности.

Эффективность — соотношение результатов и затрат внедрения цифровых технологий. Складывается как сумма экономической, бюджетной и технологической эффективности. В узком смысле эффективность рассматривается как эффективность внедрения цифровых технологий на уровне конкретной организации.

(3.11)

Цi – ожидаемая (прогнозная) цена на товар организации.

Комплексный эффект при использовании цифровых технологий проявляется, как правило одновременно, позволяет оценить непосредственный экономический эффект и эффективность цифровизации. В обобщенном виде суммарный экономический эффект может быть записан как:

(3.13)

где – изменение (прирост) операционной прибыли организации после внедрения цифровых технологий;

ТЗ0 – текущие затраты организации до внедрения цифровых технологий;

ТЗ1 – текущие затраты организации после внедрения цифровых технологий;

Д1 – доход организации после внедрения цифровых технологий;

Д0 – доход организации до внедрения цифровых технологий.

Окупаемость затрат на внедрение цифровых технологий ОЗцт предлагается определять по формуле:

(3.14)

Рентабельность внедрения цифровых технологий Рцт предлагается определять по формуле:

(3.15)

где – абсолютное изменение прибыли организации после внедрения цифровых технологий;

З^цт_тек – суммарные текущие затраты предприятия растениеводства на внедрение цифровых технологий в текущем году;

ПЗполн – полные производственные затраты организации.

Комплекс этих методов зависит от точки зрения на разрабатываемую систему, параметров самой системы, выбора типового решения и проектирования уникальной системы, размера бизнеса компании, целей и этапа внедрения и так далее. Прежде всего, предприятие должно разработать некую качественную шкалу показателей, определяющую основные потребности пользователей, решать конкретные задачи. И, следовательно, система должна в первую очередь строго соответствовать целям разработки и срокам разработки, так с течением времени потребности бизнеса имеют свойство изменяться. Для этого подойдет некая система качественных показателей, которая сможет отразить достигнутые цели. Основная проблема определения эффекта — выявления связи между собственно эффектом и деятельностью ИС, то есть руководство должно четко отдавать себе отчет в том, за счет чего получен эффект. Не меньшую сложность представляет и определения стоимостной оценки эффекта, поэтому, чем прозрачнее и понятнее будет методика такого определения, тем больше у предприятия шансов на успешное внедрение и функционирование системы.

(3.16)

Фактические результаты использования систем мониторинга техники на агропредприятиях убедительно доказали эффективность их применения в части контроля эксплуатации и целевого использования техники.

В качестве примера, сделана аналитика по нескольким однотипным агропредприятиям, специализирующимся на выращивании и обработке зерновых культур с парком техники общей численностью от 50 до 100 единиц и посевными площадями до 100000 Га.

Показатели приводятся за сезон, продолжительностью с марта по октябрь. Парк техники: комбайны зерноуборочные, самоходные опрыскиватели, трактора, грузовой транспорт, топливозаправщики, транспорт для перевозки людей.

Наиболее наглядной и быстро окупаемой частью накладных расходов является контроль перемещения техники и выполнения ею работ.

Так при затратах на покупку мониторингового оборудования и услуг по его установке и настройке (без дополнительных систем) в среднем около 10000 рублей на единицу техники, за сезон удаётся в среднем по каждой единице установить и возвратить на приписках порядка 15000…20000 рублей, с учётом выплаченных зарплат.

Следующий этап минимизации расходов, с высокой эффективностью, обеспечивается организацией сквозного учета топлива с возможностью дистанционного контроля (включая контроль расхода топлива и заправки).

При общей стоимости установленного оборудования (включая установку систем контроля топлива, при необходимости, работы по установке и настройке, платы за абонентское обслуживание 100 единиц техники за сезон -7 месяцев) порядка 2,8 млн рублей, общая сумма сэкономленного топлива составила около 10 млн рублей, при общей стоимости использованного в сезон топлива – 24 млн рублей.

При использовании систем контроля технологических операций (использование данных цифровых шин CAN, ISOBUS или дополнительных датчиков) за счет сравнения фактических данных с учетными, экономический эффект достигает 10 млн рублей за сезон.

Яркий пример — контроль влажности зерна при уборке урожая. При отсутствии информации об этом показателе высока вероятность того, что партия зерна повышенной влажности будет отправлена в зернохранилище, в нарушение технологического процесса. В результате этого всё хранящееся там зерно придёт в негодность для дальнейшей обработки. И наоборот, соответствие этого показателя нормативному значению, сэкономит время и ресурсы, исключив трудоёмкий процесс сушки зерна и, связанные с этим, накладные расходы.

Таким образом при парке около 100 единиц техники, площади полей до 100000 га, за сезон при затратах на внедрение системы мониторинга транспорта в сумме до 3,5 млн рублей, экономия составила около 30 млн рублей, что позволило снизить общие затраты на 5…10%.

За этот же период затраты на семена и ГСМ (в связи с увеличением цен), как часть общих затрат выросли на 5…7%.

Себестоимость продукции, в итоге не выросла, а даже сократилась.

Рост производства на 3…8%.

Рост производительности труда на 5…15% в зависимости от профессии.

Рост урожайности от 10 до 20% в зависимости от вида.

Снижение фактического пробега транспортных средств 3…5%.

Экономия топлива на технике — 3…7%.

Снижение необоснованного времени выполнения технологических операций и работ 4…6%.

В рамках новых моделей взаимодействия на цифровых платформах важным становиться вопрос оценки экономической эффективности. Проблемы при ее оценке вытекают из следующего:

— большое количество агентов и субъектов агробизнеса;

— различия в целеполагании субъектов агробизнеса;

— сложности, возникающие при информационном взаимодействии в рамках цифровых платформ: финансовых, инвестиционных, страховых и т.п.

3.7 Выводы по Главе 3

1. Наличие в сельскохозяйственных вузах развитой структуры, включающей опытные учебно-производственные хозяйства, специфическую материальную базу, разветвленную систему многоуровневого образования, дает им реальную возможность стать центрами компетенций в сфере цифровой трансформации сельского хозяйства и базой для внедрения новых технологий, способствуя развитию новой аграрной технологической политики государства. При этом, не малая роль должна отводиться созданию в таких вузах собственных цифровых опытных хозяйств.

2. Одним из основных программных документов для создания цифрового опытного хозяйства аграрного вуза может стать Концепция. Однако, в изученных документах данной категории не удалось обнаружить четко определенных разграничений в последовательности создания, форме, содержании и сферы использования.

3. В работе предложено определение понятию Концепции, как как документа стратегического планирования развития экспериментального цифрового опытного хозяйства аграрного высшего образовательного учреждения.

4. На основании анализа и сопоставления существующих основополагающих документов стратегического планирования, предложена структура Концепции по развитию экспериментального цифрового опытного хозяйства, создаваемого на базе вуза.

5. Определены цели и задачи экспериментального цифрового опытного хозяйства вуза. Сформулированы основные направления реализации деятельности хозяйства, а также определяющие их целевые показатели и индикаторы.

6. Предложена архитектурная схема цифрового опытного хозяйства, включающая комплекс цифровых субплатформ, для реализации цифровой трансформации отдельных видов деятельности; описаны известные программные продукты, используемые в качестве АР-приложений.

7. Предложены этапы создания и развития цифровой платформы опытного хозяйства аграрного вуза, раскрыты содержание и последовательность их реализации.

8. На основании анализа известных методик оценки эффективности ИТ-проектов установлено, что расчет должен вестись, с использованием комплексного подхода. В качестве примера, приведена аналитика по нескольким однотипным агропредприятиям, специализирующимся на выращивании и обработке зерновых культур. Установлено, что при парке около 100 единиц техники, площади полей до 100000 га, за сезон при затратах на внедрение системы мониторинга транспорта в сумме до 3,5 млн рублей, экономия составила около 30 млн рублей, что позволило снизить общие затраты на 5…10%. Рост производства составил 3…8%; рост производительности труда — 5…15%; рост урожайности – 10…20%; снижение фактического пробега транспортных средств – на 3…5%; экономия топлива — 3…7%; снижение необоснованного времени выполнения технологических операций и работ — на 4…6%.

Глава 4. Реализация Концепции по созданию и развитию экспериментального цифрового опытного хозяйства в ФГБОУ ВО Орловский ГАУ

4.1 Место цифрового опытного хозяйства аграрного вуза в структуре цифровой экосистемы управления сельским хозяйством Российской Федерации

Концепция цифровизации сельскохозяйственного производства РФ предусматривает выполнение нескольких ключевых мероприятий по разработке и созданию системы геоинформационного мониторинга, созданию интеллектуальной системы поддержки принятия решений сельхозпроизводителями в растениеводстве, животноводстве, закрытых грунтах, искусственных экосистемах и т.д., созданию интеллектуальных роботизированных средств, комплексным испытаниям и апробации результатов мероприятий на базе региональных агрокомплексов, кадровому обеспечению цифрового агропромышленного производства. Отдельные блоки данной концепции интенсивно реализовываются в различных субъектах РФ, среди них можно отметить — Белгородский, Липецкий, Самарский, Ростовской области, Краснодарский край, Республика Татарстан и др.

Среди существующих барьеров по организационному, программному, информационному и аппаратному обеспечению цифровизации СХП РФ можно отметить: необходимость импортозамещения компонентной и приборной базы (более 70-80%); необходимость применения единой программной платформы и протокола обмена между различными программными агентами и структурными единицами; недостаточность кадрового обеспечения мероприятий по цифровизации на федеральном, региональном, местном уровнях и отдельных агропредприятий; необходимость обеспечения устойчивого (качественного) навигационного и сотового сигнала по всей территории РФ в связи большими масштабами территорий и разнообразием почвенно-климатических зон.

Учебно-опытные хозяйства (учхозы) являются составной частью учебного, научного и производственного комплекса страны и входят в систему высшего образования и систему АПК. Практическое обучение студентов, повышение квалификации и переподготовка кадров осуществляется на базе 37 учебно-опытных хозяйств, которые обрабатывают 141,635 тыс. га сельхозугодий. В них работают 6,355 тыс. человек.

В отличие от обыкновенных производственных сельскохозяйственных предприятий учхозы в своей деятельности осуществляют сбалансированные стратегии четырех экономических процессов:

• создание и развитие эффективного агробизнеса;

• создание и функционирование на современном уровне базы учебной и производственной практики будущих специалистов;

• организация проведения научных исследований при пилотировании инноваций в отрасли сельского хозяйства в соответствии с региональными условиями;

• создание условий для устойчивого развития сельских территорий.

Главные задачи, поставленные в уставе учхозов, в основном, носят некоммерческий характер и связаны с ведением учебного процесса в условиях производства совместно с кафедрами образовательного учреждения, проведением экспериментальной научно-исследовательской работы, апробацией научных разработок, практическим обучением слушателей, повышающих квалификацию по программам образовательного учреждения.

Учебно-опытные хозяйства, как правило, являются передовыми по производственно-экономическим показателям, используют прогрессивные технологии, имеют высокопродуктивный скот, достаточно развитую материально-техническую базу, высококвалифицированные кадры. Ими ежегодно производится около 100 тыс. т. зерна, 65 тыс. т. молока, 3 тыс. т. мяса, 8 тыс. т. картофеля. Урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность сельскохозяйственных животных в учхозах в 1,5-2 раза выше средне — российских показателей. Причина этого заключается в широком использование современной техники, сельскохозяйственной науки, в прогрессивных ресурсосберегающих, экологически безопасных технологиях и передовом опыте, в высокой культуре производства, отвечающей требованиям современной научной организации труда и управления.

Учхозами проводятся работы по созданию, испытанию и внедрению прогрессивных технологий и машин, у многих имеется статус племзавода, племхоза, элитно-семеноводческого хозяйства, базового хозяйства по внедрению интенсивного типа садоводства, они осуществляют производство и реализацию племенного скота и элитных семян.

Формирование рыночной экономики в России, появление и развитие целого ряда различных видов собственности в сельском хозяйстве вносят свои коррективы во многие вопросы ведения хозяйства, в том числе в кадровую политику. В АПК появились наряду с государственным сектором — коллективный, частнопредпринимательский, индивидуальный, в каждом из которых есть свои особенности и методы работы. Учхозы на сегодня являются государственными предприятиями, и функции управления в них связаны с управлением государственной собственностью. Выполняя свои основные четыре функции — обеспечение эффективного производства, получение качественного образования и практических навыков, апробации инноваций и создание условий преподавателям, студентам и работникам (производственная, образовательная, инновационная, социальная) – учхозы должны быстро и грамотно адаптироваться в условиях внешней среды, иметь отлаженный организационно-экономический механизм.

Ни один сельскохозяйственный вуз в мире не существует, и не может существовать без постоянной базы практического обучения, так как процесс качественной подготовки специалиста сельского хозяйства неразрывно связан с практической работой. Учхозы созданы для полноценного выполнения вузами их функций и функционально им подчинены.

Ценность и задача учебно-опытных хозяйств не только производство продукции сельского хозяйства, а что гораздо ценнее — содействие производству квалифицированных кадров, проведение научно-исследовательской работы по созданию новых проектов технологий двадцать первого века. Решение данной задачи является залогом успешного развития агропродовольственного сектора экономики России, что важнее задачи наращивания объемов производства сельскохозяйственной продукции. В учхозах ежегодно проходят учебные и производственные практики тысячи студентов всех специальностей. Они выезжают на поля, фермы, зерноочистительные комплексы, ремонтные мастерские для ознакомления с технологией сельскохозяйственного производства: обработка почвы, посев сельскохозяйственных культур, посадка картофеля, заготовка всех видов кормов, уход за посевами, сортовая и видовая прополка зерновых и картофеля, уборка урожая, подработка зерна до посевных кондиций и др. Только в ознакомительной практике ежегодно участвует почти все студенты первых курсов. Общая продолжительность практик по отдельным специальностям колеблется от 30 до 50 дней.

Востребованность учхозов как объектов для проведения научных исследований и апробации нововведений определяется тематикой исследований работы вузов и поддержкой данных экспериментов региональными органами управления. Успешное их развитие также будет зависеть от заказа и финансирования под целевые программы исследований и апробацию нововведений.

В настоящее время большинство учебно-опытных хозяйств имеют статус федеральных государственных унитарных предприятий. Унитарное предприятие — это коммерческая организация, не наделенная правом собственности на закрепленное за ней собственником имущество. Имущество унитарного предприятия неделимо и не может быть распределено по вкладам (долям, паям), в том числе и между работниками предприятия. В форме унитарных предприятий могут быть созданы только государственные и муниципальные предприятия. Единственный учредительный документ унитарного предприятия — устав, который утверждается учредителем.

Переход на рыночные принципы хозяйствования в России явился причиной зарождение различных форм собственности. Ставка государства на частную собственность в аграрном секторе экономики без должной поддержки сельскохозяйственного товаропроизводителя оставила последнего один на один перед жестокими реалиями рыночной экономики. Это в полной мере относится и к учебно-опытным хозяйствам сельскохозяйственных высших учебных заведений (учхозам). Часть учхозов смогла выдержать и устояла в непростых условиях во многом благодаря незаурядной энергии и опыту их руководителей и специалистов. Но все же часть учхозов России на сегодняшний день находятся на грани банкротства, а их имущественному комплексу угрожает окончательное исчезновение.

В связи с этим в учхозах необходимо широко использовать современную технику, достижения науки, прогрессивные ресурсосберегающие, экологически безопасные технологии и передовой опыт. Наряду с высокой культурой производства, отвечающей требованиям научной организации труда, в учхозах обязательно проведение работ по созданию, испытанию и внедрению прогрессивных технологий и машин. Они должны располагать статусом племзавода, племхоза, элитно-семеноводческого хозяйства, базового хозяйства по внедрению интенсивного типа садоводства, производства и реализация племенного скота и элитных семян.

Финансирование учхозов – это инвестиции в агрообразование. С точки зрения государства учебные хозяйства должны производить не молоко и зерно, а грамотных специалистов. Представьте, что главный продукт учхоза – профессионал агробизнеса. И тогда само их существование приобретает совершенно иной смысл.

4.2 Центр компетенций в области цифрового сельского хозяйства

Научно-образовательное сопровождение процесса становления цифровой экономики осуществляется Национальным центром цифровой экономики при МГУ имени М.В. Ломоносова.13 апреля 2017 г. был подписан приказ ректора № 387 «О национальном центре компетенций в области цифровой экономики». Инициатива поддержана Президентом РФ.

Центры компетенций – по своей сути, это особая организационная структура, которая контролирует одно или несколько перспективных направлений деятельности, аккумулирует соответствующие знания и ищет способы получить от них максимальную пользу. В рамках Национальной технологической инициативы (НТИ) под Центрами компетенций понимаются инженерно-образовательные консорциумы, задачами которых является трансляция результатов фундаментальной науки в инженерные приложения; технологический трансфер через кооперацию с индустриальными партнерами; подготовка лидеров разработки новых технологий, посредством реализации образовательных программ.

Председатель Правительства РФ в выступлении на заседании Президиума Совета при Президенте по модернизации экономики и инновационному развитию России 24 июня 2016 г. в г. Санкт-Петербурге важным аспектом эффективной работы инициативы, отметил участие в ней не только науки и производства, но и университетов, глубоко встроенных в инновационную среду, имеющих результаты и обладающих соответствующими персоналом, специалистами и инфраструктурой.

С учетом низкого показателя внедрения информационно-коммуникационных технологий в аграрный сектор экономики сегодня требуется активное продвижение философии умного сельского хозяйства (smart farming, smart agriculture). Работа по цифровой трансформации должна проводиться не только на государственном уровне, но и на уровне сельхозтоваропроизводителей (как крупные агрохолдинги, так и небольшие сельхозпроизводители). Таким образом, именно центры компетенций могут и должны стать инструментом практической реализации идеи цифрового сельского хозяйства. В эти центры куда войдут разработчики и производители информационно-коммуникационных технологий, сельхозпредприятия, институты подготовки/переподготовки кадров. При активном подключении научного сообщества и привлечении передовых IT компаний, занимающихся исследованиями и разработками (R&D) в области цифрового сельского хозяйства, такие центры могут аккумулировать базу знаний и точечно (по направлениям специализации) выполнять функции центров опережающего развития.

2 марта 2018 года участники круглого стола «Цифровое сельское хозяйство», проходившего на базе ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина» с участием Департамента сельского хозяйства Орловской области, Территориального инновационного кластера навигационно-телематических и геоинформационных систем с использованием спутниковых технологий ГЛОНАСС/GPS, АО «Центр космических услуг Орловской области», во исполнение программы «Цифровая экономика Российской Федерации», в рамках дальнейшего развития сотрудничества разработчиков геоинформационных и телематических систем, программного обеспечения и дополнительного оборудования для цифровых технологий, обучающих профессиональных учебных центров, предложили в качестве координационного центра по изучению, внедрению и обеспечению эффективной работы цифрового сельского хозяйства в Орловской области – создать Центр компетенций в области цифрового сельского хозяйства Орловской области.

Начальным этапом было формирование рабочей группы по созданию Центра компетенций в области цифрового сельского хозяйства и намечены организационные мероприятия на краткосрочный период. Основными направлениями определены:

Проведение опытных работ по цифровизации ведения хозяйства в научно-образовательном производственном центре (НОПЦ) «Интеграция».
Внедрение в процессы управления сельскохозяйственными предприятиями области технологий «национальной технологической инициативы» — АгроНТИ.
Сравнительный анализ использования оперативных данных ДЗЗ, беспилотных летательных аппаратов и полевых исследований. Разработка на основе сравнительного анализа рекомендаций для различных категорий сельхозтоваропроизводителей.
Подготовка и внедрение системы обучения и переподготовки профессиональных кадров для цифрового сельского хозяйства.
Подготовка ИТ-специалистов для агропредприятий по техническим, технологическим, экономическим направлениям.

В рамках Национальной технологической инициативы выбраны приоритетные направления для деятельности Центра компетенции:

– AeroNet (Распределенные системы беспилотных летательных аппаратов). «Дорожная карта» одобрена Президиумом Совета при Президенте Российской Федерации по модернизации экономики и инновационному развитию России 24.06.2016, Протокол №3,

— AutoNet (Рынок по развитию услуг, систем и современных транспортных средств на основе интеллектуальных платформ, сетей и инфраструктуры в логистике людей и вещей). «Дорожная карта» одобрена Президиумом Совета при Президенте Российской Федерации по модернизации экономики и инновационному развитию России 24.04.2018, Протокол №1.

— FoodNet (Рынок производства и реализации питательных веществ и конечных видов пищевых продуктов (персонализированных и общих, на основе традиционного сырья и его заменителей), а также сопутствующих IT-решений). Находится в разработке.

Задачами функционирования Центра компетенций в Орловской области являются:

Внедрение комплексных платформ объективного мониторинга и управления транспортной и логистической инфраструктурой сельхозпредприятий и агрокомплекса региона в целом,
Создание инновационного хозяйства, как площадки для отработки технологий и обучения (на базе НОПЦ «Интеграция»),
Внедрение платформ «интернета вещей» для управления агропредприятиями,
Апробация, анализ и внедрение цифровых технологий управления сберегающим земледелием,
Создание сквозной платформы контроля процессов производства сельхозпродукции,
Участие в работах ЦК НТИ страны,
Участие в создании и работе Национального союза Цифровой трансформации по агронаправлениям.

Миссия центра компетенций заключается в совершенствовании деятельности сельскохозяйственных предприятий на основе внедрения цифровых технологий и платформ в товарной цепочке от поля до покупателя (с охватом всех бизнес-процессов).

Центр компетенций в области цифрового сельского хозяйства рассматривается как структура, нацеленная на:

Приоритетными в работе центра компетенций являются инновационность, креативность и предпринимательский подход. Ключевым обозначен подход по объединению усилий всех участников инновационного процесса – университеты, наука, разработчики и производство, сельхозтоваропроизводители.

В соответствии с задачами функционирования и миссией Центра компетенций в области цифрового сельского хозяйства Орловской области, определены его цель и задачи.

Цель деятельности Центра: формирование на территории Орловской области центра компетенций в области цифрового сельского хозяйства для разработки, апробирования и внедрения инновационных решений по созданию систем комплексного управления сельхозпредприятием с использованием полного спектра технологий перехода к цифровой экономике (искусственный интеллект, технологии идентификации, сквозные технологии и пр.), а также поиска перспективных технологий для повышения эффективности ведения хозяйства в агропредприятиях.

Помимо ключевых функций также производится развертывание центра интеграции информации и услуг в интересах финансово-хозяйственной деятельности товаросельхозпроизводителей.

Задачи Центра:

— создание механизма обновления и трансфера новых знаний в области цифрового сельского хозяйства;

Дорожная карта развития Центра компетенций в области цифрового сельского хозяйства Орловской области, охватывает 4 основных направления его деятельности.

Исследования и разработки (R&D) по цифровизации финансово-хозяйственной деятельность субъектов агропромышленного комплекса:

— разработка и внедрение программ в области систем высокоточного позиционирования, оценки и прогнозирования метеоситуации.

Организация деятельности научно-технического развития:

— формирование на базе ФГБОУ ВО Орловский ГАУ цифровой инфраструктуры коллективного доступа для обеспечения исследовательской деятельности с использованием цифровых технологий и больших данных;

— распространение опыта инновационной деятельности;

— создание органа сертификации, лаборатории качества жизни и продуктов.

Качество подготовки/повышения квалификации специалистов в области цифрового сельского хозяйства, трансфер новых знаний:

— перспективные образовательные программы инженерного профиля с целью подготовки перспективных специалистов для работы с новыми технологиями.

Правой консалтинг, защита интеллектуальной собственности:

— оказание юридической помощи инновационным компаниям при подготовке документов по защите интеллектуальной собственности,

— правовой консалтинг текущей финансово-хозяйственной деятельности сельскохозяйственных предприятий.

В настоящее время активно действующий Центр компетенций в области цифрового сельского хозяйства Орловской области взаимодействует с Департаментом сельского хозяйства Орловской области, компаниями-резидентами территориального инновационного кластера навигационно-телематических и геоинформационных систем с использованием спутниковых технологий ГЛОНАСС/GPS: ЗАО «Единая Национальная Диспетчерская Система»; АО «Центр космических услуг Орловской области»; ООО «Фарватер»; ООО «Агрофлагман» и другими (рис. 4.1).

Результаты практической реализации заявленных направлений на сегодняшний день – это оснащение 20 единиц сельскохозяйственной техники и транспортных средств НОПЦ «Интеграция» системами контроллеров, датчиков и видеокамер, позволяющих считывать и передавать информацию по более, чем 20 параметрам рабочего процесса. Выполнена оцифровка полей НОПЦ «Интеграция» на площади более 5 тыс. га. Разработана, внедрена и пополняется актуальными данными электронная программа, на основе комплексной системы управления «Agro Network Technologies (ANT)». На данном этапе задокументировано около 40% всех работ, реализовано порядка 70% возможностей системы. На опытных полях НОПЦ «Интеграция» проводится тестирование БПЛА, выполняющих задачи по координатному внесению ХСЗР на опытных селекционных делянках. Заявлен ряд инициативных тем по выполнению НИОКР в рамках цифровизации сельского хозяйства. В рамках подготовки специалистов для выполнения задач Центра компетенций проведено обучение НПР на экономическом факультете, факультетах Агробизнеса и экологии, Агротехники и энергообеспечения. В рамках образовательного процесса проводятся факультативные занятия по цифровизации сельского хозяйства с обучающимися университета. Разработана учебная программа для переподготовки руководителей и специалистов хозяйств.

Рисунок 4.1 – Участники Круглого стола по цифровизации сельского хозяйства Орловской области

В ближайших перспективах – адаптация системы АNТ к программе «1С бухгалтерия», приобретение и запуск в эксплуатацию автоматической метеостанции, использование БПЛА для оцифровки контуров полей с погрешностью не более 20 см., подготовка условий для реализации технологии NDVI.

Рисунок 4.2 — Проведение учебных занятий по цифровизации сельского

хозяйства в Орловском ГАУ

Новые задачи, поставленные сегодня перед аграриями, требуют максимального использования научного потенциала, специалистов и подготовленной базы для развития и трансфера инновационных технологий. Несомненно, всеми этими составляющими обладают аграрные вузы страны.

4.3 Научно-образовательный производственный центр “Интеграция”, как база для апробации инновационных технологий

Важнейшими компонентами эффективности аграрного вуза являются организация практической подготовки обучающихся, реализация научных исследований на опытных участках, отработка и внедрение результатов интеллектуальной деятельности в условиях, приближенных к производственным, демонстрация на своей базе и трансферт в профильные хозяйства и организации региона новейших научно-технических достижений в сфере АПК, возможность привлечения внебюджетных средств, за счет реализации собственной продукции.

Решение этих и многих других актуальных вопросов современного аграрного образования во многом связано с активностью деятельности и поступательным развитием научно-производственного потенциала учебно-опытных хозяйств сельскохозяйственных вузов.

Научно-образовательный производственный центр (НОПЦ) «Интеграция» является структурным подразделением ФГБОУ ВО Орловский ГАУ. НОПЦ создан для материально-технического обеспечения производственной, учебно-практической, научно-исследовательской и инновационной деятельности университета в области растениеводства, животноводства, переработки, хранения и реализации продукции, механизации и электрификации сельского хозяйства, подготовки и переподготовки кадров, улучшения качества используемых земельных ресурсов, повышения экономической эффективности производственных процессов хозяйства, создания условий для апробации и трансферта инновационных технологий.

Общая площадь земель сельскохозяйственного назначения в НОПЦ «Интеграция» составляет 5759,5 га, из которых площадь пашни занимает 4972 га или 86,3%. На 2019 год вовлечено в оборот 55 полей, занятых под различными сельскохозяйственными культурами. Кроме того, для проведения научных исследований (в том числе – многолетних полевых опытов) используется разделенное на 2 участка опытное поле университета, общей площадью 65,5 га.

Географическое расположение полей, а также структура посевных площадей в 2019 г. иллюстрируются рисунком 4.2. Парк сельскохозяйственной техники, машин и оборудования, планируемых для использования в НОПЦ “Интеграция” в 2019 году составляет более 30 единиц. Структура парка техники представлена в табл. 4.1.

На базе НОПЦ “Интеграция” ФГБОУ ВО Орловский ГАУ реализуется проект по деятельности Центра компетенций цифрового сельского хозяйства в Орловской области, в рамках которого создана и внедряется комплексная система управления ANT.

Именно здесь, с помощью коллег из территориального инновационного кластера ГЛОНАСС К57, на основе комплексной системы управления «Agro Network Technologies», разработан, внедрен в хозяйственно-экономическую деятельность НОПЦ и пополняется актуальными данными программный продукт, по сути — цифровая платформа опытного хозяйства. Являясь ядром цифровой трансформации всех производственных и экономических процессов, данная программа способна упорядочить и структурировать поток информации, визуализировать отдельные этапы производственного цикла, предоставить актуальную и интуитивно понятную базу для принятия обоснованных управленческих решений. На данном этапе задокументировано около 40% всех работ, реализовано порядка70 % возможностей системы.

Рисунок 4.2 – Опытно-производственные участки НОПЦ «Интеграция» Орловского ГАУ

Таблица 4.1. Парк сельскохозяйственной техники, машин и оборудования НОПЦ “Интеграция” в 2019 г

В целях повышения эффективности производственной деятельности НОПЦ «Интеграция» внедрены следующие программы по цифровизации сельского хозяйства:

— АНТ Система позволяет провести инвентаризацию и паспортизацию полей, контролировать соблюдения технологических карт, планировать сезоны с учётом истории севооборота и химического состояния почвы, планировать календарный план мероприятий на полях с учётом метеоусловий, проводить спутниковый мониторинг посевов, определять зоны неоднородности развития поля с дальнейшим их фитосанитарным обследованием, осуществлять мониторинг техники с оценкой качества выполнения работ.

Рисунок 4.4 — Тестирование дрона на селекционных делянках опытного поля

Рисунок 4.3 — Монтаж контроллеров системы мониторинга на технику НОПЦ «Интеграция»

— Wialon Hosting ‒ версия системы GPS и ГЛОНАСС мониторинга с широким пользовательским функционалом и гибкими возможностями конфигурирования. Регулярные обновления системы делают Wialon Hosting передовой системой мониторинга автотранспорта. Облачное решение позволяет избежать затрат, связанных с приобретением, установкой и администрированием сервера и серверного ПО.

Орловская компания «Агрофлагман» разработала решение, связанное со сквозным контролем уборки и транспортировки зерновых культур от поля до элеватора. Ядром разработки стала система «свой-чужой», когда каждый комбайн оснащён считывателем информации, а каждый грузовик — специальной активной меткой. Таким образом, исключается загрузка зерна в грузовики, не принадлежащие агропромышленной компании. Параллельно происходит фотофиксация выгрузки зерна. В итоге система позволяет не только предотвратить воровство, но и составить аналитику эффективности работы комбайна: понять, сколько он собрал зерна, оптимально ли подобран режим работы.

Телематическое оборудование было предоставлено московским резидентом кластера компанией «Фарватер». В ближайшее время она также оснастит опытное хозяйство гидрометеостанцией.

С НОПЦ «Интеграция» сотрудничает так же ведущий национальный оператор услуг спутникового мониторинга и охраны мобильных объектов компания «ЕНДС», «Центр космических услуг Орловской области». Интерес к работе с «Интеграцией» выразил и крупнейший российский производитель специального оборудования московское КБ «Навис». В планах — закупка беспилотных летающих аппаратов, которые позволили бы более тщательно оцифровывать поля, рассчитывать урожай с высокой точностью по растительному индексу NDVI посевов во время вегетации.

Однако, сотрудники и обучающиеся Орловского ГАУ и сами принимают активное участие в разработке новых цифровых технологий и технических средств. Так, в 2019 году, в деятельность НОПЦ «Интеграция» Орловского ГАУ была внедрена разработанная на кафедре Техносферная безопасность мультимедийная система предоперационного экспресс-контроля для работников АПК.

Проверка знаний является завершающим этапом обучения по охране труда. Целью очной проверки знаний требований охраны труда является идентификация слушателя и подтверждение результатов его обучения.

Говоря о тестировании, работающие с персоналом специалисты в подавляющем большинстве случаев подразумевают электронное тестирование персонала, его активно используют на опасных объектах. Современная IT-инфраструктура позволяет легко организовать, провести и обработать результаты тестирования тысяч и десятков тысяч работников. Возможности информационных технологий переживают взрывное развитие, при этом нормативно-правовая база, регламентирующая проведение подготовки, обучения и последующей проверки знаний работников АПК, часто отстает от прогресса.

В области сельского хозяйства, в соответствии с требованиями Положения об организации работы по подготовке и аттестации специалистов организаций, поднадзорных Россельхознадзору, предусмотрено проведение предаттестационной подготовки в очной и дистанционной формах в организациях, занимающихся подготовкой, и непосредственно на предприятии, в том числе в формате самоподготовки. Учитывая, что конкретные методы и формы подготовки организация может определять сама, электронное обучение рассматриваемый документ ставит на один уровень с традиционными методами.

Критики такого обучения сомневаются в возможности качественного проведения такого обучения, но самом деле никаких технических проблем нет: возможно использование формата видео-обучения на удаленных участках работы, которое позволяет комиссии по проверке знаний беседовать со слушателем точно так же, как и при проведении экзамена в классической очной форме.

На протяжении всего процесса обучения и контроля руководители хозяйств имеют возможность в режиме онлайн контролировать все этапы обучения слушателей.

В нашем случае, система предоперационного контроля – СПЭК (Версия 1.0) является оконным приложением, работающим на ОС Windows 10, позволяющая не только пройти контроль знаний, но и получить эти знания при не правильном ответе.

«Система предоперационного экспресс-контроля» заявлена на базе НОПЦ «Интеграция» в рамках выполнения ежегодного комплексного плана научной, производственной и инновационной деятельности структурных подразделений университета.

При открытии приложения мы попадаем в главное меню (рис. 4.5).

Рисунок 4.5 — Скриншот главного меню приложения СПЭК v1.0

В нем на данный момент существует четыре раздела, выполняющие различные функции:

Видео-тестирование;
Результаты;
Обучающие материалы;
О программе.

Видео-тестирование – первый раздел приложения. Зайдя в данный раздел, мы увидим перечень тем для тестирования. Каждая область тестирования снабжена соответствующими вопросами и видеороликами. Справа в разделе расположена инструкция прохождения тестирования, из которой можно узнать, что в каждом тесте по 12 вопросов с 3 вариантами ответа, среди которых лишь один правильный (рис. 4.3). После ответов на все вопросы Вы увидите результаты тестирования.

Рисунок 4.3 — Скриншот с выбором области тестирования в приложении

Выбрав область тестирования открывается 12 вкладок с вопросами. СПЭК устроен таким образом, что при правильном ответе на вопрос Вы продолжаете тестирование дальше, переходя к следующему вопросу. Но если Вы отвечаете на вопрос неправильно, то система сразу сообщает Вам об этом и автоматически воспроизводит видеоролик, в котором показывается и объясняется правильный ответ (рис. 4.5). После ответа на все вопросы появляется дополнительная вкладка с результатами тестирования.

Рисунок 4.5 — Скриншот с неправильным ответом на вопрос в тестировании

Все результаты тестирования сохраняются в разделе главного меню «Результаты» (рис 4.6). В этом разделе хранится информация о человеке, который проходил тестирование, его ФИО, область тестирования, количество правильных и неправильных ответов, результат.

Рисунок 4.6 — Скриншот раздела «Результаты» в приложении

Третьим основным разделом приложения является «Обучающие материалы» (рис. 4.7). В нем содержатся видео-лекции для самостоятельного обучения работника. Раздел постоянно дополняется нормативно-правовой базой в сфере охраны труда, промышленной безопасности, экологии.

Рисунок 4.7 — Скриншот раздела «Обучающие материалы» в приложении

Последний раздел приложения «О программе» содержит информацию о её применении, разработчиках и системных требованиях (табл. 5.1). Раздел находится в активной разработке и постоянно дополняется актуальной информацией.

Таблица 4.2. Технические характеристики и системные требования программы

Язык разработки	С#
Операционная система	Windows 10
Свободное место на диске	100 MB
Оперативная память	512 MB
Процессор	Intel Pentium 4
Устройства ввода и вывода информации	Монитор, клавиатура, компьютерная мышь.

Выполняя итоговое тестирование, слушатели закрепляют полученные в процессе обучения знания и навыки, запоминают ситуацию, предложенную в вопросе, и смогут применить новые знания и навыки в своей профессиональной деятельности. При тестировании выбор слушателем неправильного ответа всегда сопровождается видеороликом, который позволяет выявить и запомнить свою ошибку на практическом примере. Наличие в обучающей системе таких видеороликов помогает закрепить полученные знания. Результаты выполнения тестирований конкретного слушателя в обучающей системе представлены в виде ведомости выполнения тестирования, доступного только для руководителя организации. Данные ведомости в обязательном порядке предоставляются комиссии по проверке знаний.

Проведенный анализ результатов опыта, приобретенного при внедрении предоперационного экспресс контроля за обучением, показал, что интерес к современным образовательным технологиям в области охраны труда растет как у обучающих организаций, так и у работодателей.

В результате внедрения проект будет способствовать реализации профилактических мер по снижению уровня производственного травматизма на сельскохозяйственных предприятиях Орловской области. СПЭК позволит интенсифицировать процесс обучения за счет использования специальным образом разработанных средств обучения, предусматривающих четкий отбор и структуризацию учебного материала, а также автоматизацию контроля знаний.

Снижения уровня производственного травматизма невозможно добиться, не зная его причин. Анализ производственного травматизма на предприятиях АПК Орловской области включал в себя следующие этапы:

1. Выявление всех причин несчастного случая, которые привели к травме;

2. Установление взаимосвязи тех причин, которые непосредственно привели к несчастному случаю;

3. Определение основной причины несчастного случая (желательно – технической), вызвавшей травму пострадавшего.

Внедрение мультимедийной системы предоперационного экспресс-контроля в НОПЦ «Интеграция» Орловского ГАУ позволит снизить уровень травматизма, так как контроль обучения будет проводится за всеми работниками одинаково строго, независимо от их стажа работы.

Все разработки после апробации в НОПЦ «Интеграция» внедряются в жизнь в хозяйствах Орловской области, а университету помогают готовить современные высококвалифицированные кадры и создавать научно- обоснованную и систематизированную систему действий по внедрению инициатив нового направления в опытных хозяйствах аграрных вузов, с учетом действующих условий.

В качестве примера организации экспериментального цифрового опытного хозяйства в вузе, приведена структура Цифрового опытного хозяйства, созданного приказом ректора ФГБОУ ВО Орловского ГАУ №87 от 12 сентября 2019 г, на основании решения Учёного совета Университета.

Рисунок 4.8 – Структура экспериментального цифрового опытного хозяйства ФГБОУ ВО Орловский ГАУ

Цифровое опытное хозяйство решает следующие основные задачи:

— развитие материально-технической и учебно-производственной базы Университета;

— повышение эффективности и снижение затрат опытно-производственной деятельности НОПЦ «Интеграция», на основе использования комплексных сквозных цифровых технологий;

— подготовка высококвалифицированных специалистов в сфере цифрового сельского хозяйства;

Основными направлениями работы Цифрового опытного хозяйства определены:

— проведение опытных работ по цифровой трансформации всех видов деятельности НОПЦ «Интеграция»;

— предоставление обучающимся Университета возможности прохождения практики в экспериментальном цифровом опытном хозяйстве на базе НОПЦ «Интеграция», а также возможности учреждения на базе СП центров переподготовки кадров.

4.4 Элементы точного земледелия: интернет вещей, роботизированные и интеллектуальные технологии

Использование электронных карт полей, в которых фиксируется детализированное содержание элементов питания в рамках одного поля, позволяет производить дифференцированное внесение минеральных удобрений. Такой подход к внесению удобрений даст возможность снизить затраты на приобретение и внесение минеральных удобрений, поскольку удобрения будут применяться не общим фоном, а дифференцированно, с учетом содержания элементов питания на каждом конкретном участке поля.

Технология точного земледелия при формировании практически одинаковой урожайности культур с традиционной, позволяет создавать более качественные посевы, экономить расход семян при посеве на 10-15 %, проводить агротехнические мероприятия в различных условиях, экономить расход удобрений и средств химической защиты растений на 15-20 %.

С этой целью на опытном поле кафедры земледелия, агрохимии и агропочвоведения ФГБОУ ВО Орловский ГАУ им. Н.В. Парахина в июле 2019 года были отобраны почвенные образцы для определения содержания в почве основных элементов питания и органического вещества почвы (гумуса). Данные полученные в результате этого обследования будут занесены в электронные карты полей. На основании этих данных и культуры, которая будет возделываться на поле можно рассчитать то количество минеральных удобрений, которое необходимо внести на каждый участок поля, с целью получения ровного агрохимического фона необходимого для получения запланированной урожайности. Далее, карта с указанием конкретных доз удобрений для каждого участка поля загружается в компьютер трактора и производится дифференцированное внесение минеральных удобрений.

Касательно эффективного использования техники, тракторов, почвообрабатывающих машин и орудий, зерноуборочных комбайнов.

В дальнейшем электронные карты можно использовать для организации мониторинга техники. Такие электронные карты для мониторинга позволят определить, например, объемы выполненных работ в конце смены, расход топлива в литрах на гектар по каждому полю.

Электронные карты полей, содержащие в себе данные о площади поля и типе почвы, дают возможность правильно и высокоэффективно планировать использование сельскохозяйственной техники в различные периоды работ. Оснащение техники датчиками GPS позволяет контролировать ход выполнения работ и использование техники дистанционно. Кроме того, при проведении уборочных работ и наличии на зерноуборочных комбайнах соответствующих датчиков, имеется возможность получать данные об урожайности культур в режиме реального времени. Для обеспечения такого обмена данными между техникой и интеллектуальными цифровыми платформами по управлению сельскохозяйственным производством необходим, так называемый интернет вещей, с обеспечением высокоскоростного, широкополосного доступа к сети Интернет.

Кислотность почвы влияет на рост и развитие растений, снижает доступность элементов питания, ухудшает общий агрохимический фон почвы. Имея данные о кислотности почвы, занесенные в электронную карту полей, возможно подбирать такие культуры, которые лучше переносят кислую среду почвы, тем самым повышая урожайность культур. Так же при использовании химических мелиорантов, для приближения кислотности к оптимальной по данным агрохимического обследования содержащемся в электронных картах полей, имеется возможность дифференцированного внесения мелиоранта, что положительно скажется на экономической эффективности производства продукции растениеводства.

История полей.

В земледелии очень важным фактором получения качественного и высокого урожая полевых культур является правильно подобранный предшественник. Правильно подобранные предшественники позволяют улучшить фитосанитарное состояние посевов, питательный и водный режим почвы, и тем самым снизить ряд производственных затрат, связанных с мероприятиями по защите культурных растений от вредных организмов, внесением минеральных удобрений, а также получить дружные всходы культуры, что влияет на ее дальнейшее развитие и формирование урожая. Основным источником информации о предшественниках является история полей, которая также может быть представлена в электронных картах полей. Они могут создаваться многослойными, и каждый слой электронной карты содержит в себе данные о каком-либо показателе, например, о количестве какого-либо элемента питания, или же данные об истории полей.

Современный этап развития сельского хозяйства предусматривает использование таких цифровых технологий, которые ограничивают или вообще исключают негативное воздействие человеческого фактора.

К примеру таких технологий относятся системы параллельного вождения сельскохозяйственной техники при выполнении агротехнических операций, что позволяет свести к минимуму допускаемые огрехи и пропуски. Использование технологий параллельного вождения являются частью роботизированных технологий, применяемых в сельском хозяйстве.

4.5 Опыт Орловского ГАУ в подготовке кадров для цифрового сельского хозяйства

Цифровизация аграрной отрасли Орловской области идет активными темпами. Орловская область входит в число 8 пилотных регионов с высоким уровнем автоматизации в сельском хозяйстве. В Орловской области уже сейчас существует площади, которые обрабатываются с применением цифровых технологий в сельском хозяйстве, исчисляются сотнями тысяч гектар [256]. Это и технологии точного земледелия, и система параллельного вождения, которая уже стала нормой, автопилоты, технология дифференцированного внесения удобрений, и так далее. Для создания высокопроизводительного экспортно-ориентированного аграрного сектора, развивающегося на основе современных технологий и обеспеченного высококвалифицированными кадрами, необходимо тесное взаимодействие университетов и научных центров с организациями реального сектора экономики.

Орловский государственный аграрный университет им. Н.В. Парахина является научно-образовательным кластером и центром цифрового развития агропромышленного комплекса региона. Главной целью университета является повышение качества подготовки конкурентоспособных кадров, как одного из определяющих факторов экономического и социального прогресса общества, ориентированного на обеспечение самоопределения личности, создание условий для её развития и самореализации, эффективного научно-технологического развития сельского хозяйства Орловской области и России в целом.

Подготовка кадров в Орловском ГАУ осуществляется с учетом требований работодателей и перспектив развития отраслей агропромышленного комплекса в условиях цифровизации сельского хозяйства. Сложившаяся система подготовки кадров имеет все необходимые элементы для организации непрерывного образовательного процесса, включающего все уровни профессионального образования для получения цифровых компетенций. Это позволяет удовлетворять кадровую потребность аграрного сектора экономики Орловской области и бизнес-партнеров ЦФО.

Реалии современности в условиях цифровизации страны выделяют ключевую задачу — подготовка IT-специалистов в стенах Орловского ГАУ и разработка совместно с Департаментом сельского хозяйства Орловской области стимулирующих мер направленные на закрепление молодых специалистов на сельских территориях. Таким образом, инструментом практической реализации идеи цифрового АПК осуществляется через Центр компетенций цифрового сельского хозяйства при Орловском ГАУ, где одним из основных направлений является трансфер новых знаний и мониторинг качества подготовки и повышения квалификации специалистов в области цифрового сельского хозяйства. Растущее число субъектов агробизнеса заинтересовано в разрешении проблемы нехватки кадров в области ИТ-технологий в сельской местности и одновременной необходимости провести модернизацию производства.

Рисунок 4.5 – Структура приема контингента студентов по программам ВО УГСН на 2018 г.

В течение многих лет университет готовит специалистов для организаций и предприятий агропромышленного комплекса. Наибольший удельный вес (76%) в структуре приема контингента студентов занимают профильные укрупненные группы специальностей и направлений подготовки (УГСН): «Промышленная экология и биотехнология», «Техносферная безопасность и природообустройство», «Сельское, лесное и рыбное хозяйство», «Ветеринария и зоотехния».

Обучение студентов ведется по программа подготовки специалистов среднего звена — 8, программам бакалавриата – 13, по программам магистратуры – 11, программам специалитета – 1, программам подготовки научно-педагогических кадров – 8, профессионального обучения – 18 и дополнительного образования – 98.

В 2018 г. набор абитуриентов по специальностям и направлениям подготовки для обучения по имеющим государственную аккредитацию образовательным программам высшего образования за счет бюджетных ассигнований федерального бюджета составили 829 чел. (545 очно и 287 заочно) и по программам СПО – 215 чел. (200 очно и 15 заочно). В 2019 году контрольные цифры приема составили 939 чел. (по программам ВО: 726 очно и 213 заочно) и по программам СПО – 220 чел. (205 очно и 15 заочно), что выше на 110 человек в сравнении с 2018 годом. По программам дополнительного образования с 2016 по 2018 год прошло обучение свыше 5120 человек, в том числе 3530 работников агропромышленного комплекса.

Прием сельской молодежи в Орловский ГАУ составил:

2017 г. — 225 чел. (от 553),
2018 г. – 242 чел. (от 607),
2019 г. – 306 чел. (от 537).

Доля в наборе сельской молодежи составил 54% в общем числе зачисленных и 67% в целевом приеме. Контингент зачисленных на заочную форму обучения характеризуется высоким процентом (92%) поступивших, имеют профессиональное образование. Данная динамика увеличения численности абитуриентов свидетельствует о престижности университета.

13 марта 2019 года в Орловском государственном аграрном университете имени Н.В. Парахина начата реализация дополнительной образовательной программы «Применение элементов цифрового сельского хозяйства для контроля процессов в агропредприятиях», организованная Институтом дополнительного образования совместно с Центром компетенций в сфере цифрового сельского хозяйства для научно-педагогических работников университета, обучающихся и сотрудников агропредприятий. Участниками стали более 50 преподавателей Орловского ГАУ, а также представители ФНЦ зернобобовых и крупяных культур и ВНИИ селекции плодовых культур.

Непрерывная многоуровневая система подготовки Орловского ГАУ является перспективным направлением для цифрового сельского хозяйства, позволяющим снять многие проблемы в данной отрасли:

дефицит квалифицированных ИТ- специалистов аграрного профиля;
устранить цифровое неравенство и недостаточное развитие в сельской местности цифровой инфраструктуры:
повысить престиж аграрных профессий и уровень доходов молодых специалистов на селе.

Основные преимущества многоуровневой структуры аграрного образования для цифрового сельского хозяйства на базе Орловского ГАУ:

повышение освоения проработки и апробации комплексных сквозных цифровых продуктов и технологий для получения компетенций цифровой экономики молодыми специалистами, подготовленные к «образованию через всю жизнь» в отличие от «образования на всю жизнь»;
значительная диверсификация и реагирование на конъюнктуру рынка труда в меняющихся условиях цифровой трансформации;
свобода выбора «траектории обучения» на основе дистанционного обучения по работе с цифровыми технологиями и продуктами в режиме он-лайн;
система профориентационной работы университета направлена на укрепление имиджа и статуса сельского хозяйства, как отрасли, активно внедряющей современные цифровые продукты и технологии для обучения по направлениям аграрного профиля;
развита система мониторинга выпускников и управления кадровым обеспечением аграрного сектора экономики через работу Центра содействия трудоустройству выпускников;
подготовка и переподготовка кадров сельскохозяйственных организаций на базе Института дополнительного образования по программам цифровизации в области использования современных инновационных алгоритмов, методик, и технологий управления цифровым сельскохозяйственным предприятием;
наличие учебно-опытного хозяйства, ветеринарной клиники, вивария, лабораторий, центров коллективного пользования и других структурных подразделений, используемых в учебном процессе, как основного средства передачи компетенций, навыков и знаний в применение технологий и продуктов цифрового сельского хозяйства;
наличие инновационного опытного хозяйства НОПЦ «Интеграция» являющейся площадкой для отработки технологий обучения;
успешный опыт Орловского ГАУ в реализации образовательных программ по ВО и СПО являются заделом непрерывного обучения молодых специалистов аграрного профиля, обеспечивая преемственность программ по уровням образования применения элементов цифрового сельского хозяйства.

Таким образом, главным направлением развития аграрного образования становится его соответствие требованиям современного производства в условиях цифровизации сельского хозяйства.

Система непрерывного образования может обеспечить устойчивую связь работодателя и выпускника, которая, с одной стороны, выражается в потребности отрасли сельского хозяйства в специализированных кадрах, так и в потребности выпускника в трудоустройстве в АПК.

Таблица .2. По данным Управления труда и занятости Орловской области потребность в квалифицированных рабочих кадрах и специалистах на 2019-2022 годы.

Прогноз	2019	2020	2021	2022
Потребность в кадрах с высшим образованием
Сельское хозяйство	49	56	52	44
Потребность в кадрах с профессиональным образованием
Сельское хозяйство	298	173	157	154

В целом подготовка специалистов аграрного профиля востребована реальным сектором экономики, которая ориентирована на развитие агропромышленного комплекса. Успешное трудоустройство выпускников – это один из ключевых показателей эффективности деятельности университета и результативности сотрудничества с работодателями. Специалисты, которых готовит Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина, востребованы на рынке труда, что подтверждается показателями мониторинга.

На текущую дату трудоустройство молодых специалистов Орловского ГАУ выпуска 2019 года, обучавшихся за счет федерального бюджета составило более 80%, а в АПК – 56,9%, которые прошли курсы повышения квалификации по 7 программам цифровизации сельского хозяйства на базе института дополнительного образования. Востребованность выпускников кроме доли трудоустроенных характеризуется уровнем их заработной платы, которая выступает в качестве оценивающего показателя эффективности их труда (табл. 4.3).

Таблица 4.3. Трудоустройство выпускников по направлениям подготовки

Код УГС	Укрупненная группа специальностей	Число допущенных к обработке выпускников, (чел.)	Средний возраст выпускников (лет)	Средняя сумма выплат выпускникам, (руб.)	Доля трудоустройства выпускников, (%)
13	Электро- и теплоэнергетика	35	32	43 631	86
20	Техносферная безопасность и природообустройство	52	27	22 284	84
38	Экономика и управление	358	25	20 526	84
36	Ветеринария и зоотехния	55	25	17 485	84
19	Промышленная экология и биотехнологии	113	26	19 680	79
08	Техника и технологии строительства	220	26	23 072	76
35	Сельское, лесное и рыбное хозяйство	379	27	25 329	73

Средний уровень заработной платы выпускникам в первый год их трудовой деятельности, по данным портала мониторинга трудоустройства выпускников, составила 21767 рублей.

Современному аграрному сектору требуются качественно новые кадры, способные быть не только организаторами и технологами производства, но и предпринимателями, в совершенстве владеющими методикой анализа и прогнозирования хозяйственной деятельности, производственным менеджментом и маркетингом. Создание системы подготовки молодых специалистов для сельскохозяйственных предприятий с целью формования у них компетенций в области цифровой экономики по работе с цифровыми продуктами и цифровыми технологиями. В рамках проекта «Цифровое сельское хозяйство» приоритетным направление цифровизации является совершенствование мер государственной поддержки производителя, нормативно-правовой базы освоения цифровых технологий, финансового и страхового секторов, инфраструктуры хранения и обработки, логистических цепочек сбыта сельскохозяйственной продукции, процессов надзора и контроля, подготовки и повышения квалификации кадров.

Создание эффективного научно-образовательного комплекса отрасли, отвечающего современным требованиям, способствующего внедрению современных достижений науки в АПК страны и устойчивому развитию сельских территорий возможно при выполнении следующих условий:

создание инновационной системы высшего и дополнительного профессионального аграрного образования;
развитие современных научных направлений и школ;
наличие эффективной модели взаимодействия аграрных образовательных учреждений, бизнеса и государства;
формирование многоуровневой образовательной среды в аграрной сфере.

Говорить о цифровой зрелости аграрной отрасли России преждевременно, но с уверенностью можно утверждать, что интеллектуальные цифровые решения должны помочь сельскохозяйственной отрасли справиться с проблемами повышения производительности труда и устойчивого развития [257].

Цифровизация должна основываться на создание системы непрерывной подготовки специалистов для АПК с целью формирования у них компетенций в области цифрового сельского хозяйства. Проблема подготовки молодых специалистов назрела давно, ведь внедрение новых цифровых технологий активно вливается в нашу жизнь, однако их применение сталкивается с трудностями. Таким образом, необходимо на базе аграрных вузов Минсельхоза России и иных сельскохозяйственных организаций реализовывать программы подготовки и переподготовки специалистов для освоения компетенций цифровой экономики.

4.6 Организация мероприятий по популяризации и трансферту инноваций

Для популяризации и трансферта инноваций в сельском хозяйстве Орловской области является создание экономических условий для повышения инновационной активности аграрных производителей, включая сельскохозяйственные организации, крестьянские (фермерские) хозяйства, и личные подсобные хозяйства.

Основной движущей силой развития внедрения цифровых технологий в сельском хозяйстве является проведение практически значимых исследования, с относительно недорогой стоимостью внедрения в хозяйственную деятельность инноваций.

Так, например, при организации продвижения цифровых технологий в сельском хозяйстве необходимо сформировать кадровый потенциал, как из специалистов-универсалов, так и из узких специалистов по конкретным вопросам инновационного развития.

При формировании стратегических направлений продвижения инноваций и технологий точного производства в сельском хозяйстве целесообразно выявить проблемы, стоящие перед сельским хозяйством региона, сформулировать сильные и слабые стороны влияющие на развитие рынка цифровых технологий в сельском хозяйстве.

Для формирования обоснованного вектора развития цифровых технологий в сельском хозяйстве, направленного на активизацию инновационных процессов в сельском хозяйстве целесообразно провести SWOT анализ инновационной активности и потенциала рынка консультационных услуг на уровне конкретного региона (табл. 4.4).

Таблица 4.4. Стратегический (SWOT) анализ развития цифровых технологий для сельскохозяйственного производства Орловской области

Сильные стороны (S)	Слабые стороны (W)
1. Реализация областной целевой программы «Развитие сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы». 2. Повышение конкурентоспособности сельскохозяйственной продукции в организациях внедряющих инновационные технологии и современную технику. 3. Высокий научный потенциал НИИ и отраслевых учебных заведений, работающих в регионе.	1.Недостаточность у большинства сельскохозяйственных производителей свободных денежных средств переоборудования техникидля развития своей деятельности. 2. Отсутствие инфраструктуры рынка цифровых технологий в сельском хозяйстве на региональном уровне. 3. Недостаточный уровень поддержки организаций, осуществляющих технологическую модернизацию. 4. Недостаток в квалифицированных кадрах для реализации цифровой технологической модернизации.
Возможности (О)	Угрозы (T)
1. Возможность и необходимость создания единого информационного портала для сельскохозяйственных производителей. 2. Интенсификация использования научного и консультационного потенциала всех субъектов консультационных услуг (НИИ, аграрного ВУЗа, малых инновационных организаций).	1. Недостаточные темпы технологической модернизации делают продукцию менее конкурентоспособной. 2. Снижение уровня субсидий из регионального и федерального бюджетов.

Учитывая важность сельского хозяйства для Орловской области, необходимо сформулировать организационные мероприятия по популяризации и трансферту инноваций для внедрения цифровых инноваций в аграрный сектор экономики, в основе которого, должны стоять следующие основные вопросы:

— источники финансирования разработки инноваций на базе научных и образовательных центров Орловской области;

— способы продвижения инновационных разработок в производство;

— методики оценки эффективности использования цифровых технологий для субъектов агробизнеса;

— механизмы государственного стимулирования технологической модернизации в сельском хозяйстве.

Однако, необходимо отметить достаточный потенциал для развития эффективного развития инноваций в аграрной сфере в аграрной сфере, что связано в первую очередь с функционированием в Орловской области ФГБОУ ВО Орловский ГАУ; отраслевых НИИ, таких как ФГБНУ ФНЦ ЗБК, ФГБНУ ВНИИСПК.

К ключевым факторам, определяющим перспективы развития сельскохозяйственной цифровизации нами отнесены, в большей степени формирующие инновационную среду в регионе. Так в Орловской области наблюдается существенные различия уровня эффективности сельскохозяйственного производства, причиной которого является освоение передовыми хозяйствами современных технологий, приобретение новой техники, что обеспечивает снижение себестоимости и повышение востребованности продукции. Важным фактором является наличие в орловском регионе аграрного ВУЗа, представляющего собой научно-образовательный комплекс, кадровый и технический потенциал которого могут обеспечить качественные и востребованные научные исследования, направленные на рост эффективности сельского хозяйства. Также в регионе функционируют аграрные НИИ всероссийского уровня, обладающие интересными с точки зрения экономики сельского хозяйства результатами научной деятельности. Уровень развития инновационной инфраструктуры, на наш взгляд, является в Орловской области тормозящим фактором продвижения цифровых технологий.

Таким образом, для эффективного продвижения цифровых технологий нами намечены следующие организационные мероприятия по популяризации и трансферту инноваций сельского хозяйства в Орловской области необходимо создать информационную инфраструктуру и осуществлять целенаправленное государственное стимулирование развития организаций осуществляющих производственную деятельность. [258].

По нашему мнению, основными приоритетными организационными мероприятиями по популяризации и трансферту инноваций сельского хозяйства в Орловской области являются следующие:

— развитие собственной информационной базы посредством сбора информации о новых разработках учёных, готовых для внедрения;

— разработка и внедрение механизмов государственного стимулирования

использования сельскохозяйственными производителями цифровых технологий и производственных инновации;

— разработка объективных критериев оценки эффективности деятельности субъектов осуществляющих трансферт инноваций, учитывающих общественную пользу, инновационную составляющую, доходность самих служб и рост эффективности сельскохозяйственного производства;

— создание особых условий для субъектов малого агробизнеса (ЛПХ и К(Ф)Х) при технологической модернизации и внедрении в производство цифровых технологий;

— формирование благоприятного имиджа цифровизации сельского хозяйства посредством освещения их работы в СМИ и сети Интернет;

— создание и наполнение информационного портала научных, юридических, новшеств для села, позволяющего повысить информационную доступность как для субъектов агробизнеса, так и для жителей сельской местности;

— развитие центров научного обеспечения АПК и инновационных структур по созданию и освоению нововведений в сельском хозяйстве;

— продвижение и популяризация цифровых технологий для сельского хозяйства в рамках Дня поля, сельскохозяйственных выставок и научно-практических конференций, круглых столов;

— внедрение современных методик по организации подготовки и переподготовки кадров для АПК.

Естественно, рост спроса на инновации возможен лишь при активизации научных исследований, ориентированных на практическое внедрение в сельском хозяйстве, на основе инноваций с быстрой окупаемостью, и финансовой доступностью. Активная консультационная деятельность аграрных ВУЗов и НИИ способствует развитию рынка инноваций [258]

Одним из ключевых направлений по популяризации и трансферту цифровых технологий в региональном сельском хозяйстве является научная работа в этой сфере ученых региональных аграрных вузов, которые сами по себе являются проводниками инноваций через молодых выпускников. Так, например, в ФГБОУ ВО Орловский ГАУ на протяжении длительного времени рядом учёных экономического факультета и факультета агробизнеса и экологии ведется работа по автоматизации аналитической работы в области технико-технологической модернизации сельского хозяйства, результаты которой реализовались в цифровые продукты – программы для ЭВМ, на которые получены свидетельства.

По нашему мнению, основной проблемой оперативной и объективной оценки технической обеспеченности, эффективности использования сельскохозяйственной техники, эффективности внедрения новых технологий, а также целесообразности технической модернизации является высокая трудоёмкость данных расчетов. В этой связи, разрабатываемые нами методические подходы, представлены в виде программ для ЭВМ. Это позволяет при использовании предлагаемых методик получать оперативно легко интерпретируемые данные. Нами разработана методика и представлена в виде программного продукта «Технико-экономический анализ: реструктуризация и модернизация агробизнеса v1.0» на который получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011611649 от 24.06.2011 г. [259] Реструктуризация представляет собой эффективное средство улучшения результатов деятельности организации. При этом наиболее важным является необходимость охвата в процессе реструктуризации всех основных сфер деятельности организации: организационные структуры, финансы, система управления, менеджмент, производственные процессы. Задача заключалась в построении математических моделей, позволяющих:

— определять показатели эффективности хозяйственной деятельности субъекта агробизнеса;

— оценить целесообразность проведения мероприятий организационной реструктуризации и модернизации производства.

На основании анализа деятельности сельскохозяйственных организаций нами разработан метод классификации, особенностью которого является распределение организаций по группам в соответствии с их рейтингом, рассчитываемым как критическое критериальное значение определенных групп экономических показателей, характеризующих результаты деятельности организации, его независимость.

Расчет показателей, между собой несопоставимых, не позволяет решать поставленную задачу. Приведение результатов расчетов в сопоставимый вид при помощи присвоения различным уровням расчетных показателей баллов рейтинга и их суммирование позволяет сделать вывод о том, нуждается ли оно в серьёзных структурных преобразованиях или нет.

Показатели для расчета балла рейтинга хозяйствующего субъекта подобраны таким образом, чтобы оценить, как эффективность производства и продажи продукции, так и эффективность использования ресурсов, его экономическую независимость и активность.

Данные на основе определения рейтинга позволяют осуществить деление организаций на группы, к которым следует применять тот или иной унифицированный механизм реструктуризации.

К первой группе относятся организации, работающие стабильно, «группа высокой надежности». Организации данной группы достаточно эффективно работают в современных условиях хозяйствования и не нуждаются в кардинальной реструктуризации своей деятельности.

Ко второй группе «группе риска» относятся организации, находящиеся в экономическом состоянии, которое характеризуется нестабильным уровнем платежеспособности и финансовой устойчивости, недостатком собственных оборотных средств. Организациям данной группы рекомендуется искать резервы для адаптации своей деятельности к современным условиям.

К третьей группе относятся организации, являющиеся неплатежеспособными, «группа кризиса». Данная группа организаций характеризуется низким уровнем платежеспособности и финансовой устойчивости, нерентабельным производством, увеличением соотношения между заемным и собственным капиталом, недостатком собственных оборотных средств. Организации данной группы нуждаются в системной реструктуризации своей производственной деятельности.

Методические основы для разработки данного программного продукта заложены нами при написании диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук «Организационная реструктуризация аграрных организаций» [260].

Техническая база является ключевой составляющей производственного потенциала сельскохозяйственного организации. В этой связи важным является объективная оценка эффективности использования производственного потенциала в сельском хозяйстве. Разработан метод классификации, спецификой которого является распределение организаций по группам в соответствии с суммарным значением индикаторов, рассчитываемых как уровень определенных групп экономических показателей, характеризующих производственный потенциал и эффективность работы организации в целом. Элементами производственного потенциала организации являются: технический потенциал, земельный потенциал, трудовой потенциал, биологический потенциал растений и животных и технологические возможности [261]. В дальнейшем нами разработана программа «Оценка эффективности использования производственного потенциала в сельском хозяйстве v1.0» [262]. Основой предлагаемой программы для ЭВМ является сравнение показателей производственной деятельности организации с нормативными значениями и средними значениями по региону. Предлагаемая программа для ЭВМ, служащая для оценки уровня производственного потенциала организации обладает рядом преимуществ, среди которых можно выделить:

— пригодность программы для использования отдельными сельскохозяйственными организациями и для органов управления региона;

— структурированность, которая позволяет четко выделить и сформулировать проблемы в управлении производственным потенциалом, подлежащие решению;

— доступность понимания результатов всем экономическим службам организации.

В современных условиях особую актуальность приобретает оценка уровня технического потенциала и использования сельскохозяйственной техники в разрезе отраслей. Так, в рамках коллективного исследования, для выявления резервов повышения экономической эффективности производства молока, повышения конкурентоспособности отечественных сельхозтоваропроизводителей, была разработана и реализована в виде программы для ЭВМ методика экономической оценки уровня технического потенциала молочного скотоводства «Оценка уровня технического потенциала молочного скотоводства v1.0» [263]. Предлагаемая методика оценки уровня и эффективности реализации технического потенциала молочного скотоводства обладает возможностью сформулировать общие рекомендации в автоматическом режиме. В частности, для группы организациям, которые используют трудоёмкие технологии и слабо обеспечены техникой, необходимо порекомендовать поиск источников финансирования технического переоснащения, причем следует обратить внимании на механизмы государственной поддержки в этом направлении. Производителям молока, располагающим современной материально-технической базой, но недостаточно эффективно использующие её потенциал, рекомендуется более рационально использовать технику и внедрять в производство ресурсосберегающие технологии. [264].

Программный продукт «Экономическая оценка эффективности технологии возделывания зерновых культур v1.0» [265] разработанный нами совместно учеными, специалистами в области сельскохозяйственных наук по вопросам растениеводства профессором Лобковым В.Т. и доцентом Плыгун С.А. предназначен для проведения сравнительного экономического анализа различных технологий возделывания зерновых культур. При анализе эффективности оценивается влияние удельного веса и структуры (соотношения) технических и материальных затрат на конечный результат, т.е. производство сельскохозяйственной продукции. Дается оценка влияния технических средств на экономию материальных ресурсов (семян, удобрений, средств защиты растений и т. д.). Задача заключалась в построении математических моделей, позволяющих:

— определять показатели эффективности производства зерна по различным технологиям;

— сформулировать общие рекомендации по повышению эффективности производства зерна.

Для повышения оперативности получения управленческой информации об итогах уборки зерновых культур нами разработана электронная форма учета и анализа эффективности использования зерноуборочных комбайнов в виде программы для ЭВМ «Экономический анализ эффективности использования зерноуборочных комбайнов v1.0» [266]. Технико-экономический анализ позволяет расчетным путем оценить эффективность работы комбайна во время уборки урожая.

Информационной базой организации эффективного использования техники является диагностика показателей загрузки, расхода ресурсов, которая в свою очередь должна опираться на рациональную систему критериев, обеспечивающих его всестороннюю оценку.

Основой предлагаемой программы для ЭВМ является сравнение показателей использования зерноуборочных комбайнов различных марок в разрезе механизаторов.

В современных условиях формирование бизнес-плана является одним из самых востребованных элементов работы экономических служб. Переработка сельскохозяйственной продукции является рентабельным и инвестиционно-привлекательным видом бизнеса. В этой связи у многих хозяйствующих субъектов возникла необходимость разработки бизнес-планов по переработке сельскохозяйственного сырья с целью привлечения инвестиций. Наиболее трудоёмкими разделами бизнес-плана являются производственный план, финансовый план и стратегия финансирования. Разработана программа для ЭВМ «Научно-техническое обоснование организации и развития перерабатывающих подкомплексов для субъектов малого агробизнеса, средних и крупных сельскохозяйственных организацийv 1.0» [267], способная в автоматическом режиме производить расчеты основных показателей бизнес проектов на основе определенного объема вводных данных. Основным преимуществом данной программы является её совместимость с базой данных оборудования по переработке сельскохозяйственного сырья. Основой предлагаемой программы для ЭВМ является расчет следующих показателей: капитальные затраты на реализацию проекта, себестоимость производимой продукции, объем производства, степень загруженности оборудования, финансовый результат, чистый дисконтируемый доход за период реализации проекта. [268].

В ФГБОУ ВО Орловский ГАУ разработана целая серия программ для ЭВМ, ориентированная на различные аспекты оценки организационно-экономического механизма технической модернизации сельского хозяйствах [269-273].

Работа по автоматизации оценки уровня развития технической базы сельского хозяйства на уровне региона трансформировалась в программу для ЭВМ «Программа оценки степени модернизации технической базы сельского хозяйства региона (ОСМ ТБ)» [274], позволяющую в автоматическом режиме на основе введенных статистических данных, собираемых региональными министерствами и Департаментами сельского хозяйства отслеживать тенденции технической оснащенности регионального сельского хозяйства.

Объективная и оперативная оценка использования сельскохозяйственной техники вопрос многогранный. К нему существует достаточно много подходов. Оценивать техническую оснащенность и эффективность использования техники необходимо на уровне государства, региона и организации. Причем на каждом уровне существуют свои особенности экономической оценки, которые формируются исходя из целей оценки и информационной базы.

Таким образом, мы считаем ключевым фактором развития эффективной системы организационных мероприятий по трансферту инноваций в сельском хозяйстве наличие «прозрачного» механизма государственной поддержки привлечения к консультационной деятельности и внедрению инноваций в сельскохозяйственные производства специалистов высокого уровня, желательно ученых.

4.7 Выводы по Главе 4

1. Обоснованы роль и место цифрового опытного хозяйства аграрного вуза в структуре управления инновационным сельским хозяйством России. Показано, что востребованность учебно-опытных хозяйств, как объектов для апробации и трансферта инноваций, определяется задачами самих вузов и поддержкой региональными органами управления.

2. На примере созданного при Орловском ГАУ регионального центра компетенций в области цифровизации сельского хозяйства, сформулированы цель, задачи, направления деятельности и миссия данной региональной структуры. Определено место цифрового опытного хозяйства вуза, как входящей в структуру центра компетенций региональной инновационной площадки для реализации основных задач цифровой трансформации сельского хозяйства в регионе.

3. Дано описание научно-производственного опытного хозяйства ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, как базы для апробации и внедрения элементов цифровизации сельскохозяйственного производства. Раскрыто взаимодействие университета с региональными органами власти и компаниями-резидентами территориального инновационного кластера навигационно-телематических и геоинформационных систем с использованием спутниковых технологий ГЛОНАСС/GPS, в вопросах реализации задач цифровизации сельского хозяйства.

4. В качестве примера реализации задачи создания экспериментального цифрового опытного хозяйства образовательной организации, приведена структура экспериментального цифрового опытного хозяйства, сформированного в 2019 г. в ФГБОУ ВО Орловский ГАУ.

5. Представлен опыт Орловского ГАУ в подготовке кадров для цифрового сельского хозяйства. Цифровизация сельского хозяйства должна основываться на создание системы непрерывной подготовки специалистов для АПК с целью формирования у них компетенций в данной области.

6. На примере Орловского ГАУ показаны возможные пути реализации задачи трансферта и популяризации новой инициативы, среди представителей производства.

Заключение

4. На основании направлений деятельности, заявленных государственной программой «Цифровая экономика Российской Федерации» и проектом Концепции национальной платформы «Цифровое сельское хозяйство», определен круг задач аграрного вуза по подготовке кадров для цифрового сельского хозяйства. Базой для обучения руководителей и специалистов хозяйств, отработки новых технологий, популяризации новой инициативы и подготовки кадров должен стать региональный центр компетенций в области цифрового сельского хозяйства, во взаимодействии с создаваемым на базе профильного высшего образовательного учреждения экспериментальным цифровым опытным хозяйством.

5. На основании изучения открытых ресурсов и литературных источников, рассмотрены условия для создания и развития на базе аграрных вузов экспериментальных цифровых опытных хозяйств. Установлено, что большая часть образовательных организаций заняты исследованиями в области цифровых сельскохозяйственных технологий. Значительная часть вузов имеет практические результаты в сфере цифровизации учебного процесса и опытного производства. Элементы цифровых технологий применяются в опытно-производственных хозяйствах. В рамках основных профессиональных образовательных программ всех вузов Минсельхоза России раскрываются элементы цифровизации сельского хозяйства с учетом особенностей специальностей подготовки бакалавров, магистров, и аспирантов. Также можно увидеть, что научные изыскания также реализуются по направлениям развития технологий точного сельского хозяйства.

6. Разработана анкета социологического опроса вузов Минсельхоза России, в которой приняли участие 43 образовательные организации. 35 вопросов анкеты направлены на получение информации в области оценки потенциала аграрных вузов в части создания и развития опытных цифровых хозяйств.

7. Предложена методика и критерии оценки потенциала вузов по реализации проекта «экспериментальное цифровое опытное хозяйство». Приведена схема оценки развития такого проекта на базе аграрного вуза. Предложен интегральный показатель оценки с применением методов статистики, социологического и экспертного опросов. Объективная оценка эффективности цифровизации на уровне опытного хозяйства отдельного вуза окажет важную роль при принятии дифференцированных стратегий по цифровой трансформации организаций аграрного сектора.

8. На основании расчета отдельных значений критериев по семи сформулированным показателям, получены ранжированные оценки участвующих в опросе вузов, по комплексному показателю «Потенциал по проекту «Экспериментальное цифровое опытное хозяйство». Полученные значения рейтинговой оценки должны учитываться при выборе стратегии создания и развития экспериментальных цифровых опытных хозяйств в образовательных организациях Минсельхоза России.

9. Одним из основных программных документов для создания цифрового опытного хозяйства аграрного вуза может стать Концепция. Однако, в изученных документах данной категории не удалось обнаружить четко определенных разграничений в последовательности создания, форме, содержании и сферы использования. В работе предложено определение понятию Концепции, как как документа стратегического планирования развития экспериментального цифрового опытного хозяйства аграрного высшего образовательного учреждения.

10. На основании анализа и сопоставления существующих основополагающих документов стратегического планирования, предложена структура Концепции по развитию экспериментального цифрового опытного хозяйства, создаваемого на базе вуза. Определены цели и задачи экспериментального цифрового опытного хозяйства вуза. Сформулированы основные направления реализации деятельности хозяйства, а также определяющие их целевые показатели и индикаторы.

11. Предложена архитектурная схема цифрового опытного хозяйства, включающая комплекс цифровых субплатформ, для реализации цифровой трансформации отдельных видов деятельности; описаны известные программные продукты, используемые в качестве АР-приложений. Предложены этапы создания и развития цифровой платформы опытного хозяйства аграрного вуза, раскрыты содержание и последовательность их реализации. Обоснованы роль и место цифрового опытного хозяйства аграрного вуза в структуре управления инновационным сельским хозяйством России. Показано, что востребованность учебно-опытных хозяйств, как объектов для апробации и трансферта инноваций, определяется задачами самих вузов и поддержкой региональными органами управления.

12. Дано описание научно-производственного опытного хозяйства ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, как базы для апробации и внедрения элементов цифровизации сельскохозяйственного производства. Раскрыто взаимодействие университета с региональными органами власти и компаниями-резидентами территориального инновационного кластера навигационно-телематических и геоинформационных систем с использованием спутниковых технологий ГЛОНАСС/GPS, в вопросах реализации задач цифровизации сельского хозяйства.

13. В качестве примера реализации задачи создания экспериментального цифрового опытного хозяйства образовательной организации, приведена структура экспериментального цифрового опытного хозяйства, сформированного в 2019 г. в ФГБОУ ВО Орловский ГАУ. Представлен опыт Орловского ГАУ в подготовке кадров для цифрового сельского хозяйства. Цифровизация сельского хозяйства должна основываться на создание системы непрерывной подготовки специалистов для АПК с целью формирования у них компетенций в данной области, показаны возможные пути реализации задачи трансферта и популяризации новой инициативы, среди представителей производства.

14. Разработаны и предложены Концепция по развитию экспериментального цифрового опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения и Практические рекомендации по взаимодействию Центров компетенций в области цифрового сельского хозяйства и опытных хозяйств вузов Минсельхоза России. Разработанные документы позволяют обозначить основные направления развития экспериментальных хозяйств, создаваемых на базе вузов, интегрировать их в схему научно-производственной кооперации страны.

Список использованных источников

1. О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года: Указ Президента Российской Федерации от 07.05.2018 № 204. URL: https://kremlin.ru/acts/bank/43027 (дата обращения: 03.05.2019).

2. Вартанова М.Л., Дробот Е.В. Перспективы цифровизации сельского хозяйства как приоритетного направления импортозамещения // Экономические отношения. – 2018. – Том 8. – № 1. – С. 1-18.

3. Семенов, С.А. Особенности реализации и перспективы применения технологий цифрового земледелия в АПК [Текст] / С.А. Семенов, С.А. Васильев, И.И Максимов // Вестник чувашской государственной сельскохозяйственной академии, №1(4), 2018, С. 69-76.

4. Добротворская, Н.И. Информационное обеспечение проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия [Текст] / Н.И. Добротворская // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, №1(57), 2016, С. 151-154.

5. Максимов, И.И. О динамической модели продукционного процесса растениеводства на склоновых землях [Текст] / И.И. Максимов // Продовольственная безопасность и устойчивое развитие АПК. Материалы Международной научно-практической конференции. Чебоксары, 2015, С. 633-636.

6. Адаптивное землеустройство — главный фактор эффективного использования неравномерно распределенных природных ресурсов. http://agro-archive.ru/adaptivnoe-rastenievodstvo/2452-adaptivnoe-zemleustroystvo-glavnyy-faktor-effektivnogo-ispolzovaniya-neravnomerno-raspredelennyh-prirodnyh-resursov.html

7. Войтюк, В.А. Цифровые технологии в растениеводстве: отечественная практика, перспективы развития [Текст] / В.А. Войтюк // Инновации в сельском хозяйстве, №4(29), 2018, С. 311-320.

8. Шеян, И. Что посеем, или цифровизация в полях [Текст] / И. Шеян // Директор информационной службы, 2017, №9, С. 32.

9. Презентация «Цифровые технологии в АПК», подготовленная ФГБУ Аналитическим центром Минсельхоза России [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://www.mcxac.ru/upload/medialibrary/fd5/Digital%20Technologies%20AIC%20(Speaker-Kosogor%20Sergei%20Nikolaevich).pdf (дата обращения 21.03.2019).

10. Кирюшин, В.И. Цифровое земледелие [Текст] / В.И. Кирюшин, А. Л. Иванов, И. С. Козубенко, И. Ю. Савин // Вестник российской сельскохозяйственной науки, №5, 2018, С. 4-9.

11. Труфляк, Е.В. Мониторинг и прогнозирование в области цифрового сельского хозяйства по итогам 2018 г. / Е.В. Труфляк, Н.Ю. Курченко, А.С. Креймер. — Краснодар: КубГАУ, 2019. — 100 с.

12. Программа «Цифровая экономика Российской Федерации» [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://static.government.ru/media/files/9gFM4FHj4PsB79I5v7yLVuPgu4bvR7M0.pdf (дата обращения 14.03.2019).

13. Презентация ведомственного проекта «Цифровое сельское хозяйство», подготовленная Министерством сельского хозяйства РФ [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.dairynews.ru/newsimage/2018/December/20181203/tsifr_s_hozyaystvo.pdf.

14. Шнепс-Шнеппе М.А., Сухомлин В.А., Намиот Д.Е. О программе «Цифровая экономика Российской Федерации»: как создавать информационную инфраструктуру // International Journal of Open Information Technologies. 2018. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/o-programme-tsifrovaya-ekonomika-rossiyskoy-federatsii-kak-sozdavat-informatsionnuyu-infrastrukturu (дата обращения: 29.09.2019 г.).

15. Нужна ли России цифровая экономика? / Волохов А.В., Милосердова И.А., Хрипунова М.Б. // Интерактивная наука. 2018. №4 (26). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nuzhna-li-rossii-tsifrovaya-ekonomika (дата обращения: 29.09.2019 г.).

16. Юдина Т.Н. Осмысление цифровой экономики // Теоретическая экономика. – 2016. – №3.

17. Сударушкина И.В., Стефанова Н.А. Цифровая экономика АНИ: экономика и управление. – 2017. – Т. 6. – № 1(18).

18. Цифровая экономика: глобальные тренды и практика российского бизнеса // URL: http://www.vcpp.ru/media/1181/tsifrovaya-ekonomika-globalnye-trendy-i-praktika-rossiyskogo-biznesa.pdf (дата обращения: 29.09.2019 г.).

19. Иванов В.В., Малинецкий Г.Г. Цифровая экономика: мифы, реальность, возможности. – М., 2017 – 63 с. – URL: http: file:///C:/Users/acer/Downloads/10%20ivanov%20(1).pdf.

20. Капранова, Л.Д. Цифровая экономика в России: состояние и перспективы развития // Экономика. Налоги. Право. 2018. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tsifrovaya-ekonomika-v-rossii-sostoyanie-i-perspektivy-razvitiya (дата обращения: 29.09.2019 г.).

21. О Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017-2030 гг. Указ Президента Российской Федерации от 9.05.2017 г. № 203. [Электронный ресурс] // Информационно-правовой портал ГАРАНТ. – URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71570570/ (дата обращения 29.09.2019 г.).

22. Сухова В. А. Цифровая экономика: возможности для стран и способы ее регулирования // Молодой ученый. — 2018. — №21. — С. 303-306. — URL https://moluch.ru/archive/207/50579/ (дата обращения: 29.09.2019 г.).

23. Урманцева А. Цифровая экономика: как специалисты понимают этот термин. Ria.ru. [Электронный ресурс]. URL: https://ria.ru/science/20170616/1496663946.html (дата обращения: 12.06.2018).

24. Якутин, Ю.В. Российская экономика: стратегия цифровой трансформации (к конструктивной критике правительственной программы «цифровая экономика российской федерации») [Текст] / Ю.В. Якутин // Менеджмент и бизнес-администрирование.- 2017.- №4.- С.27-52.

25. Цифровая экономика: как специалисты понимают этот термин. Rambler.ru. [Электронный ресурс]. URL: https://news.rambler.ru/economics/37159885-tsifrovaya-ekonomika-kak-spetsialisty-ponimayut-etot-termin/ (дата обращения: 05.12.2017).

26. Евтянова Д.В., Тиранова М.В. Цифровая экономика как механизм эффективной экологической и экономической политики // Науковедение. – 2017. – Т. 9. – №6.

27. Комаров М.А., Прокопьев А.И. Развитие правового симбиоза цифровой и реальной экономики // Ученые труды Российской академии адвокатуры и нотариата. 2017. № 4 (47). С. 113-116.

28. Филиппович, А.В. Обзор подходов к определению сущности цифровой экономики / А.В. Филиппович, А.В. Волошин // Экономические исследования и разработки. №1, 2019, С. 150-152.

29. Путин: формирование цифровой экономики — вопрос нацбезопасности РФ Rambler.ru. [Электронный ресурс]. URL: https://tass.ru/ekonomika/4389411 (дата обращения: 08.12.2019).

30 Паньшин, Б.Н. Цифровая экономика: особенности и тенденции развития // Наука и инновации. 2016. Т. 3, №157. С. 17—20.

31. Пяткин, В.В. От информационного общества к цифровой экономике или к экономике знаний? [Текст] / В.В. Пяткин // Вестник современных исследований.- 2018.- №7.1(22).- С.244-246.

32. Зубарев, А.Е. Цифровая экономика как форма проявления закономерностей развития новой экономики / А.Е. Зубарев // Вестник ТОГУ. 2017. № 4(47). С. 177-184.

33. Журавлева, Н.А. Цифровая экономика как основа экономики высоких скоростей [Текст] / Н.А. Журавлева // Транспортные системы и технологии.- 2017.- №2 (8).- С.47-49.

34. Сергей Костяков. Цифровая экономика. Новые бизнес-модели: от продукта к информации и сервисам. Часть 2. // Управление предприятием. №2. 2018. Rambler.ru. [Электронный ресурс]. URL: http://upr.ru/article/kontseptsii-i-metody-upravleniya/novie-biznes-modeli.html (дата обращения: 08.12.2019).

35. Сагынбекова А.С. Цифровая экономика: понятие, перспективы, тенденции развития в России//Теория практика, инновация/ Международный научно – технический журнал, — апрель 2018, [Электронный ресурс]. URL: http://www.tpinauka.ru/2018/04/Sagynbekova.pdfм (дата обращения: 08.12.2019).

36. Нестеренко, Е.А. Направления развития цифровой экономики и цифровых технологий в России / Е.А. Нестеренко, А.С. Козлова // Экономическая безопасность и качество. №2(31), 2018. С. 9-14.

37. Кешелава, А.В. Введение в «Цифровую» экономику / А.В. Кешелава В.Г. Буданов, В.Ю. Румянцев и др.; под общ. ред. А.В. Кешелава; гл. «цифр.» конс. И.А. Зимненко. – ВНИИГеосистем, 2017. – 28 с.

38. Указ Президента РФ от 7 июля 2011 г. № 899 «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации».

39. Публичный аналитический доклад по направлению «Нейротехнологии» — Миронов Н.А. [Электронный ресурс]. URL: https://www.extech.ru/files/reports/neuroscience.pdf (дата обращения: 08.12.2019).

40. Дорожная карта развития сквозной цифровой технологии «Нейротехнологии и искусственный интеллект». Москва, 2019 [Электронный ресурс]. URL: https://digital.gov.ru/uploaded/files/07102019ii.pdf (дата обращения: 08.12.2019).

41. Доклад для общественных консультаций «Развитие технологии распределенных реестров». Декабрь 2017 [Электронный ресурс] // Центральный банк Российской Федерации (Банк России). Официальный сайт. URL: https://www.cbr.ru/Content/Document/File/36007/reestr_survey.pdf (дата обращения: 08.12.2019).

42. Zero one. Serena talks on Big Data real case architecture in industry. [Электронный ресурс]. URL: http://www.01training.com/ct-videos/12302015-big-data-real-industrial-case/ (дата обращения: 08.12.2019).

43. Neurotechnology Updates APK. [Электронный ресурс]. URL: https://apk.support/app/com.andromo.dev77961.app379770 (дата обращения: 08.12.2019).

44. Implementing PubNub with the Ethereum Blockchain. [Электронный ресурс]. URL: https://thebitcoin.pub/t/implementing-pubnub-with-the-ethereum-blockchain/42358 (дата обращения: 08.12.2019).

45. Как развиваются квантовые технологии в России и за границей. Журнал об IT-бизнесе, технологиях и цифровой трансформации. [Электронный ресурс]. URL: https://mcs.mail.ru/blog/kak-razvivayutsya-kvantovye-tekhnologii-v-rossii-i-mire (дата обращения: 08.12.2019).

46. Об утверждении программы «Цифровая экономика Российской Федерации» : Распоряжение Правительства РФ от 28.07.2017 №1632-р // СПС «Гарант».

47. Ведомственный проект «Цифровое сельское хозяйство»: официальное издание. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019. – 48 с.

48. Нанотехнологии как ключевой фактор нового технологического уклада в экономике / Под ред. академика РАН С.Ю.Глазьева и профессора В.В.Харитонова. – М.: «Тровант». 2009. – 304 с.

49. Noordung, G. Das Problem der Befahrung des Weltraums. Der Raketen-Motor. – Berlin: Richard Carl Schmidt & Co. Publ., 1929. iv, 188 p.

50. Perez, C. Technological revolutions and technoeconomic paradigms // Cambridge Journal of Economics. 2009. V. 34, No.1. P. 185-202.

51. Козачек, А.В. Седьмой технологический уклад: возможные глобальные экологические проблемы и соответствующие аспекты профессиональной подготовки инженера-эколога / А.В. Козачек // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Том 17. №5-2. 2015. С. 477-489.

52. Матвеев, М.О. Квантовые компьютеры или новый уровень обработки информации / М.О. Матвеев, К.Н. Ефименко // Информатика, управляющие системы, математическое и компьютерное моделирование (ИУСМКМ – 2017). Сборник материалов VIII Международной научно-технической конференции в рамках III Международного Научного форума Донецкой Народной Республики. Донецк, Дон НТУ, 2017. С. 32-37.

53. Валиев, К.А. Квантовые компьютеры и квантовые вычисления / К.А. Валиев // УФН, 175:1 (2005), 3–39; Phys. Usp., 48:1 (2005), 1–36.

54. DiVincenzo D.P. The Physical Implementation of Quantum Computation. // Fortschr. der Phys., 2000, V.48, № 9-11, pp.771-783, arXiv:quant-ph/0002077.

55. Публичный аналитический доклад по направлению «Новые производственные технологии» Сколковского института науки и технологий. Дежина И.Г. 2015. 210 с. [Электронный ресурс]. URL: https://www.skoltech.ru/app/data/uploads/2014/02/Doklad-PPT_for-publishing-4.pdf (дата обращения: 08.12.2019).

56. Ляпков, А.А. Полимерные аддитивные технологии: учебное пособие / А.А. Ляпков // Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2016. – 114 с.

57. ESA Automation Solutions for Smart Manufacturing [Электронный ресурс]. URL: https://www.esa-automation.com/en/esa-automation-solutions-for-smart-manufacturing/ (дата обращения: 08.12.2019).

58. Параскевов, А.В. Современная робототехника в России: реалии и перспективы / А. В. Параскевов, А.В. Левченко // К.: Научный журнал КубГАУ, 2014. – 136с.

59. Котова, А.А. Методические рекомендации «Система работы робототехнической лаборатории / Котова А.А., Андреева Ю.Г., Юров А.В., Давыдова В.Ю., Савельева Ю.В // Методические рекомендации для специалистов, обучающих детей промышленной робототехнике». — СПб, 2016.

60. Ловин, Д. Создаем робота-андроида своими руками.: Пер. с анг. Мельникова Г. — М.: Издательский дом ДМК-пресс, 2007 — 312 с.: ил.

61. Сквозные технологии цифровой экономики. [Электронный ресурс]. URL: http://sdo.krsk.irgups.ru/ pluginfile.php/20770/mod_resource/content/0/Сквозные%20технологии%20цифровой%20экономики.pdf (дата обращения: 08.12.2019).

62. Беспроводная сеть Wireless (Wi-Fi) для всего офиса [Электронный ресурс]. URL: http://www.starlink.ru/articles/wireless-office/ (дата обращения: 08.12.2019).

63. R. Azuma, A Survey of Augmented Reality Presence: Teleoperators and Virtual Environments, pp. 355 — 385, August 1997.

64. Дополненная реальность. Что же это такое? [Электронный ресурс]. URL: https://www.sostav.ru/blogs/28113/318/ (дата обращения: 08.12.2019).

65. Лишь 4% российских компаний используют облачные технологии. «Вести. Экономика». [Электронный ресурс]. URL:https://www.vestifinance.ru/articles/127886 (дата обращения: 08.12.2019).

66. Аронов, Э. Л. Спутниковая навигация в сельском хозяйстве / Э. Л. Аронов // Техника и оборудование для села. 2011. № 7. с. 43-46.

67. Дьяченко, А. В. Повышение эффективности и безопасности эксплуатаций тракторов и транспортных средств в сельском хозяйстве за счет применения систем спутниковой навигации / А. В. Дьяченко // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2012. № 5. с. 32-34.

68. Кирилова, О. В. Внутрихозяйственная организация сельскохозяйственных территорий и технологических процессов разработки систем ведения растениеводства и животноводства с использованием спутниковых навигационных систем / О. В. Кирилова, Н. В. Абрамов, А. С. Иваненко, В. А. Федоткин // Агропродовольственная политика России. 2017. № 12 (72). с. 68-71.

69. Стецко, И. Спутниковая система мониторинга подвижных объектов / И. Стецко, С. Семенович, А. Шандицев, О. Тягунов, С. Лазурин, А. Конопелько // Наука и инновации. 2012. № 3 (109). с. 17-19.

70. Шульга, Е. Ф. Надежность упреждения потерь с использованием мониторинга сельхозтехники / Е. Ф. Шульга, С. Н. Девянин, В. Н. Щукина // Вестник федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина». 2017. № 5 (81). с. 29-33.

71. Измайлов, А. Ю. Управление МТА с использованием навигационных систем при выполнении технологических операций в полеводстве / А. Ю. Измайлов, Н. Т. Гончаров, Н. В. Мальцев, И. И. Афонина // Сборник научных докладов ВИМ. 2008. т. 1. с. 330-338.

72. Тимофеев, Е. В. Системы оперативного контроля работы технических средств при производстве сельскохозяйственной продукции / Е. В. Тимофеев // Известия международной академии аграрного образования. 2016. № 31. с. 48-52.

73. Гончаров, Н. Т. Мониторинг управления сельскохозяйственными мобильными и стационарными объектами / Н. Т. Гончаров, В. А. Колесникова, И. И. Афонина, В. К. Хорошенков, И. С. Алексеев, С. Э. Лонин, Е. С. Лужнова // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. № 6. с. 27-32.

74. Лобачевский, Я. П. К вопросу синтеза автономного управления роботизированным агрегатом / Я. П. Лобачевский, И. С. Алексеев, С. Э. Лонин, Е. Н. Ильченко, И. И. Афонина, Е. С. Лужнова // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. № 1 (30). с. 208-214.

75. Годжаев, З. А. Беспилотное мобильное энергосредство сельскохозяйственного назначения / З. А. Годжаев, А. П. Гришин, А. А. Гришин, В. А. Ггришин // Тракторы и сельхозмашины. 2016. № 10. с. 41-44.

76. Бычков, И. В. Внедрение навигационных систем GPS/ГЛОНАСС и геоинформационных технологий в задачах точного земледелия / И.В. Бычков, Н. Г. Луковников, А. Н. Луковников, Л. В. Нефедьев, Г. М. Ружников // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № s18. с. 135-140.

77. Бычков, И. В., Внедрение геоинформационных технологий и навигационных систем в задачах точного земледелия / И. В. Бычков, Н. Г. Ллуковников, А. Н. Луковников, Л. В. Нефедьев, Г. М. Ружников // Вестник Новосибирского государственного университета. серия: информационные технологии. 2011. т. 9. № 1. с. 21-30.

78. Балабанов, В. И. Использование систем параллельного и автоматического вождения в точном земледелии / В. И. Балабанов, Е. В. Березовский, А. И. Беленков, С. В. Железова / Фермер. Поволжье. 2015. № 10 (41). с. 42-44.

79. Абрамов, Н. В. Дифференцированное внесение минеральных удобрений с использованием космических систем / Н. В. Абрамов, С. В. Шерстобитов, О. Н. Абрамов // Агропродовольственная политика России. 2014. № 2 (26). С. 2-8.

80. Таркивский. В. Е. О повышении качества испытаний сельскохозяйственной техники с использованием навигационных систем GPS и ГЛОНАСС / В. Е. Таркивский // Автоматизация в промышленности. 2011. № 1. с. 45-46.

81. Трясцин, А. П. Алгоритм разработки информационной системы обеспечения безопасности транспортного процесса / А. П. Трясцин, Ю. Н. Баранов, А. Г. Дубровин, А. В. Коломейченко // Мир транспорта и технологических машин. 2018. № 3 (62).-с. 55-61.

82. Евдокимов, В. Г. Использование навигационной системы ГЛОНАСС и GPS для мониторинга автомобильного транспорта / В. Г. Евдокимов, С. В. Щитов, З. Ф. Кривуца // Двойные технологии №3 (60) 2012 с. 26-29.

83. Паспорта регионов. Аналитический центр Минсельхоза России: [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://mcxac.ru/analitika/pasporta-regionov/72224/ (Дата обращения 12.11.2019).

84. Орловская область в цифрах. 2010, 2015-2018: краткий стат. сб./ Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Орловской области. Орел, 2019. – 211 с.

85. Могильчак, Е. Л. Выборочный метод в эмпирическом социологическом исследовании : [учеб. пособие] / Е. Л. Могильчак; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. – 120 с.

86. Бухгалтерская (финансовая) отчетность предприятий и организаций за 2018 год: Федеральная служба государственной статистики [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://old.gks.ru/opendata/dataset (Дата обращения 12.12.2019).

87. Каталог организаций России. Организация ООО «АВАНГАРД-АГРО-ОРЕЛ»: [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.list-org.com/company/198749 (Дата обращения 12.12.2019).

88. Каталог организаций России. Организация ООО «ОТРАДААГРОИНВЕСТ»: [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.list-org.com/company/3711924 (Дата обращения 12.12.2019).

89. Воротников, И.Л. Анализ научно-исследовательских работ, выполняемых высшими учебными заведениями, находящимися в ведении Минсельхоза России, за счет средств Федерального бюджета // Участие аграрных вузов в научно — техническом обеспечении развития сельского хозяйства (материалы Всероссийского семинара-совещания проректоров по научной работе вузов Минсельхоза России ,26-29 июня 2018 г., г. Курск.) [Текст]. –Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. ак., 2018. –с. 5.

90. Стратегии развития ФГБОУ ВО «Алтайский государственный аграрный университет» на 2017-2025 гг. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.asau.ru/images/documents/prograzv/strategija.pdf (Дата обращения 12.12.2019).

91. Наука в университете Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.asau.ru/ru/nauka (Дата обращения 12.12.2019).

92. Студенты АГАУ приступили к занятиям в новых учебных центрах вуза. Вечерний Барнаул. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://info-vb.ru/2019/02/06/studenty-agau-pristupili-k-zanyatiyam-v-novyh-uchebnyh-tsentrah-vuza/ (Дата обращения 12.12.2019).

93. Повышение квалификации в Алтайском ГАУ. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.aipk.ru/customers/povyshenie_kvalifikacii/ (Дата обращения 12.12.2019).

94. Башкирский государственный аграрный университет. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.bsau.ru/education/faculties/ (Дата обращения 12.12.2019).

95. Жизнь в «цифре»…Или как превратить «болевые точки» сельского хозяйства в «зоны роста». [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://svetich.info/publikacii/tochnoe-zemledelie/zhizn-v-cifre-ili-kak-prevratit-bolevye-.html (Дата обращения 12.12.2019).

96. Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://bsaa.edu.ru/science-innovations/achievement/scientific-schools/ (Дата обращения 12.12.2019).

97. Полухин, А.А. Краткая характеристика высших учебных заведений Минсельхоза России, как драйвера развития цифрового сельского хозяйства / А.А. Полухин // Вестник сельского развития и социальной политики, № 4(24), 2019, С. 2-13.

98. Брянский государственный аграрный университет. Официальный сайт. Направления научной работы. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.bgsha.com/ru/science/sciencework/ (Дата обращения 12.12.2019).

99. Волгоградский государственный аграрный университет. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.volgau.com/ (Дата обращения 12.12.2019).

100. Агровуз. Официальный сайт. Вологодская ГМХА: С информационными технологиями в сельском хозяйстве знакомятся третьекурсники инженерного факультета [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://agrovuz.ru/prepodavateljam/innovacii/item/34064-vologodskaya-gmkha-s-informatsionnymi-tekhnologiyami-v-selskom-khozyauistve-znakomyatsya-tretekursniki-inzhenernogo-fakulteta (Дата обращения 12.12.2019).

101. Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://molochnoe.ru/sveden/struct/faculties/fac-ing1 (Дата обращения 12.12.2019).

102. ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.vsau.ru (Дата обращения 12.12.2019).

103. Вятская государственная сельскохозяйственная академия Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.vgsha.info/nauka (Дата обращения 12.12.2019).

104. Горский государственный аграрный университет Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://gorskigau.com (Дата обращения 12.12.2019).

105. Solutions of problems in defining indicators of agricultural land within the framework of activities for the implementation of the concept of development monitoring in the Russian Federation. Volkov S.N., Shapovalov D.A., Klyushin P.V., Shirokova V.A., Khutorova A.O. International Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM. – 2017. – T. 17. №52. – С. 819-828.

106. Волков, С.Н. Цифровое землеустройство — проблемы и перспективы / С.Н. Волков, Д.А. Шаповалов // Интерэкспо ГЕО-Сибирь, Т. 3, №2, 2019, С. 26-35.

107. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации. Официальный сайт. Игорь Козубенко посетил Государственный университет по землеустройству. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://mcx.ru/ministry/departments/dit/news/igor-kozubenko-posetil-gosudarstvennyy-universitet-po-zemleustroystvu/ (Дата обращения 12.12.2019).

108. Дагестанский ГАУ. Официальный сайт. В ДагГАУ открыт первый в России учебный Центр технологии цифрового земледелия. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://xn--80aaiac8g.xn--p1ai/1403-v-daggau-otkryt-pervyj-v-rossii-uchebnyj-tsentr-tekhnologii-tochnogo-zemledeliya (Дата обращения 12.12.2019).

109. Дальневосточный государственный аграрный университет. Официальный сайт. Ведущими направлениями научно-исследовательской деятельности университета являются. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.dalgau.ru/sveden/struct/sluzhba-prorektora-po-nauchnoy-rabote/doc/activityNIR.pdf (Дата обращения 12.12.2019).

110. Донской государственный аграрный университет. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.dongau.ru/obuchenie (Дата обращения 12.12.2019).

111. Агровуз. Официальный сайт. Преподаватель ДонГАУ Анатолий Колосов — лауреат конкурса «Лучший молодой преподаватель Юга России». [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://yandexwebcache.net/yandbtm?lang=ru&fmode=inject&tm=1579595551&tld=ru&la (Дата обращения 12.12.2019).

112. Ивановская ГСХА. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ivgsha.ru/about_the_university/departments/ (Дата обращения 12.12.2019).

113. Ижевская государственная сельскохозяйственная академия. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://izhgsha.ru/sveden/struct#Podrazdelen (Дата обращения 12.12.2019).

114. Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского. Официальный сайт. Новости Университета. БМСО-2019. День первый [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://irsau.ru/news.php?mod=show&nid=542 (Дата обращения 12.12.2019).

115. Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://kazanveterinary.ru/ (Дата обращения 12.12.2019).

116. ФГБОУ ВО Казанский ГАУ. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ie.kazgau.ru/institute/struktura/stranica_kontenta1/ekonomicheskaya_kibernetika/ (Дата обращения 12.12.2019).

117. Кузбасская государственная сельскохозяйственная академия Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ksai.ru/content/742/nauchnye-temy/iniciativnye-nauchnye-issledovanija-kollektivov-uchenyh.html (Дата обращения 12.12.2019).

118. ФГБОУ ВО Костромская ГСХА. Официальный сайт. Приоритетные направления научной деятельности факультетов. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://kgsxa.ru/nauchnaya-rabota/prioritetnye-nauchnye-napravleniya (Дата обращения 12.12.2019).

119. Центр прогнозирования и мониторинга научно-технологического развития АПК в области точного сельского хозяйства, автоматизации и роботизации Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://foresight.kubsau.ru/about/ (Дата обращения 12.12.2019).

120. Труфляк, Е.В. Результаты анкетирования по направлению ведомственного проекта «Цифровое сельское хозяйство» / Е.В. Труфляк, А.С. Креймер, Н.Ю. Курченко. – Краснодар : КубГАУ, 2019. – 20 с.

121. Труфляк, Е.В. Мониторинг и прогнозирование в области цифрового сельского хозяйства по итогам 2018 г. / Е.В. Труфляк, Н.Ю. Курченко, А.С. Креймер. – Краснодар : КубГАУ, 2019. – 100 с.

122. Курченко, Н.Ю. Разработка программного обеспечения для обработки снимков, полученных с беспилотных летательных аппаратов / Н.Ю. Курченко, Я.А. Ильченко, Е.В. Труфляк. – Краснодар : КубГАУ, 2019. – 60 с.

123. Труфляк. Е.В. Использование элементов точного сельского хозяйства в России / Е.В. Труфляк. – Краснодар : КубГАУ, 2018. – 26 с.

124. Ассоциация производителей сельскохозяйственной техники и оборудования Краснодарского Края. Официальный сайт. Будущее за цифровизацией АПК. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://aspkk.ru/?p=2215 (Дата обращения 12.12.2019).

125. ФГБОУ ВО Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С.Мальцева. Официальный сайт. Научная деятельность КГСХА [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ksaa.zaural.ru/nauka-i-innovacii (Дата обращения 12.12.2019).

126. ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ. Официальный сайт. В Мичуринском ГАУ создана лаборатория точного земледелия. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.mgau.ru/news/novosti-universiteta/v-michurinskom-gau-sozdana-laboratoriya-tochnogo-zemledeliya/ (Дата обращения 12.12.2019).

127. Министр обрнауки Ольга Васильева высоко оценила комплекс виртуальной реальности по селекции яблони Мичуринского ГАУ. Официальный сайт тамбовского регионального отделения Единая Россия. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://er68.ru/?id=news.read.170413-9EDXXW (Дата обращения 12.12.2019).

128. ФГБОУ ВО МГАВМиБ — МВА имени К.И. Скрябина. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.mgavm.ru/ (Дата обращения 12.12.2019).

129. Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://nnsaa.ru/centr-cifrovogo-razvitiya-i-otraslevyh-proektov/ (Дата обращения 12.12.2019).

130. Новосибирский государственный аграрный университет. Отраслевой центр прогнозирования и мониторинга научно-технологического развития АПК. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://nsau.edu.ru/nir/ocpmntrapk/ (Дата обращения 12.12.2019).

131. Учебно-опытное хозяйство Омского ГАУ. Омский государственный аграрный университет. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.omgau.ru/uchhoz/ (Дата обращения 12.12.2019).

132. Оренбургский государственный аграрный университет. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://orensau.ru/ (Дата обращения 12.12.2019).

133. Орловский ГАУ имени Н.В. Парахина. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.orelsau.ru/ (Дата обращения 12.12.2019).

134. Родимцев, С.А. Создание и развитие цифровой платформы опытного хозяйства аграрного вуза / С.А. Родимцев // Роль аграрных вузов в реализации национального проекта “Наука” и Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы. Материалы Всероссийского семинара-совещания проректоров по научной работе вузов Минсельхоза России. ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ. 2019. С. 105-110.

135. Родимцев, С.А. О разработке Концепции по развитию экспериментального цифрового опытного хозяйства, создаваемого на базе высшего образовательного учреждения / С.А. Родимцев // В сборнике: Инновации в образовании Материалы XI научно-практической конференции: в 2-х частях. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина». 2019. С. 310-317.

136. Пензенский ГАУ. Агровуз. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://agrovuz.ru/vuzi/penzenskayagsxa (Дата обращения 12.12.2019).

137. ФГБОУ ВО «Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова» Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://pgsha.ru/faculties/ (Дата обращения 12.12.2019).

138. Приморская государственная сельскохозяйственная академия. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://primacad.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=6190&Itemid=703 (Дата обращения 12.12.2019).

139. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Российский государственный аграрный заочный университет. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rgazu.ru/ru/faculty/ieiu/ (Дата обращения 12.12.2019).

140. РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.timacad.ru/science/nauchnye-podrazdeleniia (Дата обращения 12.12.2019).

141. Автопилот, спектрометр и другие «лопаты» точного земледелия появились в России. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://m.infox.ru/news/84/52392-avtopilot-spektrometr-i-drugie-lopaty-tocnogo-zemledelia-poavilis-v-rossii (Дата обращения 12.12.2019).

142. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный аграрный университет». Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ssaa.ru/ssaa/nauchno-proizvodstvennyj-kompleks-agrotekhnopark/ (Дата обращения 12.12.2019).

143. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://spbgau.ru/files/nid/5521/plany_nir_2017_2021_30.07.2019.pdf (Дата обращения 12.12.2019).

144. ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова». Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.sgau.ru/upravlenie-nauchno-innovacionnoi-deyatelnosti/nauchno-issledovatelskie-laboratorii-i-centry (Дата обращения 12.12.2019).

145. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Смоленская государственная сельскохозяйственная академия». Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.sgsha.ru/ (Дата обращения 12.12.2019).

146. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ставропольский государственный аграрный университет» Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.stgau.ru/science/index.php (Дата обращения 12.12.2019).

147. Дмитрий Патрушев открыл в Ставрополе Центр 3D-прототипирования [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://stv24.tv/novosti/dmitrij-patrushev-otkryl-v-stavropole-centr-3d-prototipirovaniya/ (Дата обращения 12.12.2019).

148. Приоритетные направления НИР. Тверская государственная сельскохозяйственная академия. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://tvgsha.ru/nauka/nauchnye-trudy-i-issledovaniya/prioritetnye-napravleniya-nir (Дата обращения 12.12.2019).

149. Государственный аграрный университет Северного Зауралья. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tsaa.ru/o-nas/strukturnyie-podrazdeleniya/institutyi/mexaniko-texnologicheskij- (Дата обращения 12.12.2019).

150. Ульяновский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ulsau.ru/sveden/struct/department-of-computer-science.php (Дата обращения 12.12.2019).

151. Исайчев, В.А. Подготовка кадров для АПК в Ульяновском ГАУ в условиях цифровизации сельского хозяйства. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ppt-online.org/655214 (Дата обращения 12.12.2019).

152. Юбилейный учебный год. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный аграрный университет». Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.urgau.ru/104-novosti/871-uchenye-urgau-proveli-otsifrovku-polej-pri-pomoshchi-bespilotnika (Дата обращения 12.12.2019).

153. Р.Р. Мазанов, Ч.М. Мутуев ФГБОУ ВО «Дагестанский ГАУ», г. Махачкала сборник Цифровые технологии в сельском хозяйстве. г. Махачкала, 2019 с 24-27.

154. Миронова Н.А. Цифровая экономика и цифровые платформы в АПК; Московский экономический журнал. 2019. № 7. С. 19.

155. Брагинский М.Я., Тараканов Д.В. Идентификация состояния биологических объектов по их цифровому изображению В сборнике: Актуальные вопросы современной науки сборник статей по материалам XIX международной научно-практической конференции. Уфа, 2019. С. 63-68.

156. Андреева Е.В. Оценка формы клубней картофеля по цифровому изображению [сортовая идентификация] Инженерно-техническое обеспечение АПК. Реферативный журнал. 2005. № 4. С. 1032.

157. Румянцев А.А., Ярмиев Р.Ф. Определение цвета крупы и муки в цифровом режиме RGB; Молодежь и наука. 2018. № 1. С. 34.

158. Скворцов Е.А., Скворцова Е.Г., Санду И.С., Иовлев Г.А.Переход сельского хозяйства к цифровым, интеллектуальным и роботизированным технологиям; Экономика региона. 2018. Т. 14. № 3. С. 1014-1028.

159. Актуальные вопросы сельскохозяйственных наук в современных условиях развития страны / Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. № 2. Санкт-Петербург, 2015. 112 с.

160. Беленков, А.И. Элементы технологии точного земледелия в полевом опыте РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева // Известия ТСХА, выпуск 6, 2011, С. 90-100.

161. Долгирев, А.В. Применение беспилотных технологий для совершенствования мониторинга земель / А.В. Долгирев, С.А. Забелин, С.А. Кондракова // Кадастр недвижимости и мониторинг природных ресурсов. Международная научно-техническая интернет-конференция. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://kadastr.org/conf/2015/pub/monitprir/prim-bespilot-tehnol-soversh-monitoringa-zemel.htm (Дата обращения 12.12.2019).

162. Черемисинова, Е.С. Цифровые технологии в сельском хозяйстве. цифровые технологии в сельском хозяйстве г. Махачкала, 2019 с 78-82.

163. Теймуров, С.А. Цифровая технологическая оценка состояния деградации Кизлярских пастбищ и черных земель по картографированию ландшафтно-пастбищных комплексов // Цифровые технологии в сельском хозяйстве. Махачкала, 2019 С. 72-78.

164. Липатова, Н.Н. Экономия затрат в сельском хозяйстве за счет внедрения цифровых технологий / Н.Н. Липатова, Л.П. Федорова, Т.Н. Шлыкова // Развитие агропромышленного комплекса в условиях цифровой экономики. Сборник научных трудов I Национальной научно-практической конференции, посвященной 25-летию со дня образования экономического факультета. Кинель, 2019. Издательство: РИО СамГАУ. С. 31-34.

165. Клибанова, Ю.Ю. Проекты и разработки в области цифрового сельского хозяйства, реализуемые на энергетическом факультете Иркутского ГАУ / Ю.Ю. Клибанова, Б.Ф. Кузнецов // Актуальные вопросы аграрной науки Издательство: Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского (Молодежный) № 31 Год: 2019. С. 56-63.

166. Манжосова, И.Б. Стратегия цифровой модернизации сельского хозяйства: социологические предпосылки и варианты реализации / И.Б. Манжосова // Развитие региональной экономики в условиях цифровизации. Сборник материалов Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ФГБОУ ВО «Чеченский государственный университет». 2018 Издательство: Чеченский государственный университет (Грозный) С. 614-619.

167. Шилова. И.Н. Оценка эффективности использования системы точного земледелия для сельскохозяйственных предприятий – участников молочного кластера вологодской области / И.Н. Шилова // Новая наука: теоретический и практический взгляд. №3-1 (69). 2016. С. 184-187.

168. Мурвавьева, И.С. Опыт применения геоинформационной системы на примере УНИЦ «Агротехнопарк» Белгородского ГАУ / И.С. Муравьёва, А.В. Акинчин // Студенчество России: Век XXI Материалы VI Всероссийской молодёжной научно-практической конференции. Орловский ГАУ. 2019. С. 215-222.

169. Баранцев, В.Ю. Урожайность яровой пшеницы и ее качество при дифференцированном внесении азотных удобрений / В.Ю. Баранцев, С.В. Шерстобитов // Актуальные вопросы науки и хозяйства: новые вызовы и решения. Сборник материалов LIII Международной студенческой научно-практической конференции. 2019. ГАУ Северного Зауралья. С. 298-302.

170. Сторублевцева, П.М. Применение технологий точного земледелия в Иркутской области / П.М. Сторублевцева, Я.М. Иваньо // Научные исследования студентов в решении актуальных проблем АПК. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Иркутск, 2019. С. 118-124.

171. Черепанова, Е.С., Алёшин, М.А., Худорожков, М.Д. Создание серии специальных почвенных карт для точного земледелия. Экология. Экономика. Информатика. Серия: Геоинформационные технологии и космический мониторинг. г. Ростов-на-Дону 2019г. 52-57 с.

172. Федоренко, В.Ф. Информационные технологии в сельскохозяйственном производстве : научный аналитический обзор / В. Ф. Федоренко, Москва: ФГБНУ «Росинформагротех», 2014. — 223 с.

173. Трендов, Н.М., Варас, С., Цзэн 2019. Цифровые технологии в сельском хозяйстве и сельской местности — Отчет о состоянии. Рим. Лицензия: cc by-nc-sa 3.0 igo [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.fao.org/3/ca4985en/ca4985en.pdf (Дата обращения 12.12.2019).

174. Солодовник, А.И. Стратегические ориентиры управления агропромышленным комплексом в рамках реализации государственных программ развития / А.И. Солодовник, Е.И. Ловчикова, О.А. Федотенкова, А.А. Хашир // Экономика, труд, управление в сельском хозяйстве. 2019. №2 (47) С. 79-87.

175. Алпатов, А.В. Развитие систем управления аграрным сектором Орловской области на муниципальном уровне в цифровой экономике / А.В. Алпатов, Р.Б. Шестаков // Экономика, труд, управление в сельском хозяйстве. 2018. №2 (35) С. 46 -54.

176. Morkovina S, Bezrukova T, Sibiryatkina I, Bukhtoyarov N, Leontyev E Risk Factors for the Development of Entrepreneurship in Forest Sector of Russia 2017 Sustainable Economic Growth, Education Excellence, and Innovation Management Through Vision 2020, VOLS I-VII : 29th International-Business-Information-Management-Association Conference : Proceedings Paper. – Vienna P. 1975-1981.

177. Savchenko T V, Ulez’ko A V, Kyashchenko L V, Reimer V V, Tyutyunikov A A, Tkacheva N V Forecasting the development of agriculture in the region on the basis of ARIMA model 2016 International Journal of Pharmacy and Technology. Vol. 8, № 2. P. 14069-14078.

178. Zakshevskaya E V, Savchenko T V, Zakshevskaya T V , Rysikova I V, Prosyannikova Y A Antirecessionary policy methods for agricultural enterprises on the cluster analysis basis 2016 Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. Vol. 7, № 4. P. 2714-2720.

179. Пляхимович, И.И. Юридическая природа концепций совершенствования законодательства и иных политико-программных документов / И.И. Пляхимович // Весн. Канстытуц. Суда Рэсп. Беларусь. – 2007. – № 2. – С. 71–81.

180. Пермяков Ю.Е. Правовые стратегии как коммуникативные модели: проблема описания // Правоведение. 2014. № 5. С. 73-80.

181. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890-1907.

182. Словарь-справочник: экономика, внешняя торговля, выставки [П.А. Кошель]; под ред. В.Л. Малькевича, М.: О-во сохранения лит. наследия, 2012. – 344 с.

183. Кун, Т. Структура научных революций. С вводной статьей и дополнениями, пер. с англ., 1969г. — М.: Прогресс, 1977. — 300с.

184. Дружинин В.Н. Экспериментальная психология: Учебное пособие — М.: ИНФРА-М, 1997. — 256 с.

185. Латинско-русский и русско-латинский словарь [А. В. Подосинов и др.]; под ред. А. В. Подосинова, Москва, Издательство: Флинта, 2004, 740с.

186. Нестеров, А. В. О доктринах, концепциях и стратегиях // Конституция Российской Федерации: политико-экономические приоритеты: Материалы Всероссийской научно-практической конференции (Омск, 16 ноября 2009 г.), 2010. — С. 297-304.

187. Стратегия // Википедия. [2019—2019]. Дата обновления: 18.02.2019. URL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=98195740 (дата обращения: 18.02.2019).

188. Стрельников, К.А. Государственно-правовая стратегия как категория современной юридической науки // Государственная власть и местное самоуправление. 2009. № 8. С. 3-4.

189. Мушинский М.А. Стратегии, концепции, доктрины в правовой системе Российской Федерации: проблемы статуса, юридической техники и соотношения друг с другом // Юридическая техника. 2015. № 9. С. 488–499.

190. Грицанов, А.А. Новейший философский словарь / Сост. А.А. Грицанов. — Мн.: Изд. В.М. Скакун, 1998. — 896 с.

191. Об утверждении Концепции демографической политики Российской Федерации на период до 2025 года: указ Президента РФ от 9 октября 2007 г. № 1351 // СЗ РФ. 2007. № 42, ст. 5009.

192. Концепция государственной миграционной политики Российской Федерации на период до 2025года (утв. Президентом РФ от 13.06.2012г.) // Ваше право. Миграция. – июль 2012. – № 13.

193. Концепция общественной безопасности в Российской Федерации. Утверждена Президентом Российской Федерации 20 ноября 2013 года // Российская газета. 2013. 21 ноября.

194. Концепция внешней политики Российской Федерации, Утверждена Президентом Российской Федерации 12 июля 2008 года // СПС «Гарант».

195. Указ [Президента РФ от 1 июля 1996 года № 1008] «Об утверждении Концепции развития рынка ценных бумаг в Российской Федерации» // СПС КонсультантПлюс».

196. Распоряжение Правительства РФ от 14.12.2005 № 2225-р «Концепция развития таможенных органов Российской Федерации» // СПС «Консультант-Плюс».

197. Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года. [Электронный ресурс] -URL: http://www.lexed.ru/doc.php?id=3450# (дата обращения: 20.10.2015).

198. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 30.07.2009 № 1054-р «О Концепции содействия развитию благотворительной деятельности добровольчества в Российской Федерации» [Электронный ресурс]: URL: www.consultant.m (дата обращения: 30.08.2016).

199. Концепция развития системы здравоохранения в Российской Федерации до 2020 года [электронный ресурс] http: www/zdravo2020.ru.

200. О Концепции межбюджетных отношений и организации бюджетного процесса в субъектах Российской Федерации и муниципальных образованиях до 2013 года: Распоряжение Правительства РФ от 08.08.2009 х. 1123-p [Электронный ресурс] // Консультант-Плюс.

201. Распоряжение Правительства РФ от 10 июня 2011 г. № 1021-р «Об утверждении Концепции снижения административных барьеров и повышения доступности государственных и муниципальных услуг на 2011-2013 гг. и плана мероприятий по реализации Концепции снижения административных барьеров и повышения доступности государственных и муниципальных услуг на 2011-2013 гг.» // Собрание законодательства РФ от 27 июня 2011 г. – № 26. – ст. 3826.

202. Распоряжение Правительства РФ от 19.09.2013 №1689-р «Об утверждении Концепции создания и развития механизмов общественного контроля за деятельностью субъектов естественных монополий с участием потребителей и Плана мероприятий («дорожной карты»)» // Собрание законодательства РФ. – 2013. – 30 сент. – № 39. – С. 5 002.

203. Распоряжение Правительства РФ от 19.09.2013 N 1699-р «Об утверждении Концепции введения в Российской Федерации удостоверения личности гражданина Российской Федерации, оформляемого в виде пластиковой карты с электронным носителем информации, и плана мероприятий по реализации Концепции», вместе с «Концепцией введения в Российской Федерации удостоверения личности гражданина Российской Федерации, оформляемого в виде пластиковой карты с электронным носителем информации, в качестве основного документа, удостоверяющего личность гражданина Российской Федерации на территории Российской Федерации» // Справочно-правовая система «Консультант Плюс». URL: http://www.consultant.ru (дата обращения: 24.11.2015).

204. Распоряжение Правительства Российской Федерации об утверждении Концепции открытости федеральных органов исполнительной власти от 30 января 2014 г. № 93 // Росс. газета. – 2014. – № 6294. – 03 февр.

205. Распоряжение Правительства РФ от 10.07.2014 N 1273-р «О Концепции развития выставочно-ярмарочной и конгрессной деятельности в Российской Федерации» (вместе с «Планом мероприятий по реализации концепции развития выставочно-ярмарочной и конгрессной деятельности в Российской Федерации») [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.consultant.ru/document /cons_doc_LAW_165612/.

206. Концепция развития уголовно-исполнительной системы Российской Федерации до 2020 года// URL: http: www.fsin.ru.

207. S. Tapashetti, “Precision Agriculture using LoRa,” Int. J. Sci. Eng. Res., vol. 9, no. 5, 2018

208. Tang, S., Wu, M., Zhou, X., Zhu, X., A Conception of Digital Agriculture, Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2002, IGARSS ’02. 2002 IEEE International, 3026-2028 vol.5.

209. Ankur Seth and Kavery Ganguly, “Digital Technologies Transforming Indian Agriculture”, Chapter 5: Digital Technologies Transforming Indian Agriculture, (2017), pp. 105-111.

210. Murray, P. 2015. S.991: Evidence-Based Policymaking Commission Act of 2015. 114th Congress. Available at https://www.congress.gov/ bill/114th-congress/senate-bill/991.

211. E-agriculture Strategy Guide. Published by the Food and Agriculture Organization of the United Nations and International Telecommunication Union. Bangkok, 2016. Доступ: http://www.fao.org/asiapacific/resources/e-agriculture/en/.

212. Концепция «Научно-технологического развития цифрового сельского хозяйства «Цифровое сельское хозяйство» [Электронный ресурс]. URL:http://www.viapi.ru/download/2018.pdf дата обращения: 28.11.2018).

213. Бурак П.И. и др. Формирование стратегических направлений модернизации технической базы сельского хозяйства на региональном уровне// Экономика сельского хозяйства России. – 2014. — №10 с. 11-19.

214. Огнивцев, С.Б. Концепция цифровой платформы агропромышленного комплекса // Международный сельскохозяйственный журнал. 2018. №2 (362). С. 16-22.

215. Ходжсон Дж. Социально-экономические последствия прогресса знаний и нарастания сложности / Вопросы экономики. – 2003. – №8. – С. 42.

216. Михайлова, А.Н. Управление развитием персонала наукоемких производств в условиях организационных изменений: дис. канд. экон. наук : 08.00.05 . – М. : РГБ, 2003. – C. 151.

217. Экономика труда: (социально-экономические отношения): учебник / Под ред. Н. А. Волгина, Ю.Г. Одегова. – М. : Экзамен, 2006. – C.107.

218. Интеллектуальный потенциал предприятия: понятие, структура и направления его развития Лаврентьев В. А., Шарина А. В. / «Креативная экономика» № 2 / 2009 с.83-89.

219. Алехина, О.Ф., Гонтарь В.В., Лаврентьев В.А. Формирование кадров управления на промышленных предприятиях: Учебное пособие. – Н. Новгород : ВГИПА, 2004. – С.44.

220. Мухамедьяров, А.М. Инновационный менеджмент. – М.: ИНФРА-М, 2008. – С. 62.

221. Добротворский, И.Л. Менеджмент: эффективные технологии :учебное пособие. – М.: Издательство ПРИОР, 2007. – С.19.

222. Виноградова, Е.Ю. Интеллектуальные информационные технологии – теория и методология построения информационных систем: монография; М-во образования и науки РФ, Урал. гос. экон. ун-т. – Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 2011. – 263 с.

223. Виноградова, Е.Ю. Модель управления развитием хозяйствующего субъекта для решения задач многоцелевой оптимизации планирования и управления // Сибирская финансовая школа. – 2012. – № 2(91). С. 94-100.

224. Козырев, С.А., Попович А.М. Формирование системы автоматизации управленческого учета // Вестник Омского университета. Серия «Экономика». – 2012. – № 4. – С. 10-14.

225. Куприяновский, В.П., Синягов С.А., Намиот Д.Е., Добрынин А.П., Черных К.Ю. Информационные технологии в системе университетов, науки и инноваций в цифровой экономике на примере Великобритании // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – T. 4. – № 4. – С. 30-39.

226. Шестакова, Е.Н. Основная причина неудачного внедрения ERP-систем // Управление корпоративными финансами. – 2013. – № 6 (60). – С. 21-29.

227. Суханова, О.Н., Ментюкова О.В. Эконометрические модели как инструмент анализа в управлении экономическими системами // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2016. – № 1(17). – С. 125-134.

228. Жеребов, Е.Д., Бабкин А.В. Методика формирования производственной программы при стратегическом планировании развития предприятия // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Экономические науки. – 2009. – № 4 (81). – С. 145-150.

229. Новиков, А.О., Бабкин А.В. Инновационная система предприятия: состояние и перспективы развития // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Экономические науки. – 2008. – № 4 (61). – С. 208-219.

230. Шандалов, А. В. Организация информационного обеспечения стратегического планирования промышленного предприятия // ТДР. 2009. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/organizatsiya-informatsionnogo-obespecheniya-strategicheskogo-planirovaniya-promyshlennogo-predpriyatiya

231. Гребенюк, И.И., Чехов К.О. Анализ инновационной деятельности вузов России// Успехи современного естествознания, 2012. — №7. – С. 137-139.

232. Васильева, Ж.Ж. Совершенствование информационного обеспечения инновационной системы АПК региона// Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук. – Улан-Удэ, 2013. – 22 с.

233. Волобуева, Т.А., Коломейченко А.С. Обеспечение конкурентоспособности малых форм хозяйствования в аграрном секторе экономики//Вестник аграрной науки, 2019.-№3(78). -С. 91-98.

234. Коломейченко, А.С., Польшакова Н.В., Ноздрина Ю.В. Роль нформационно-консультационных служб в информационном обеспечении трансфера инноваций в АПК//Научное мнение, 2014.-№5. -С. 117-124.

235. Коломейченко, А.С., Ноздрина Ю.В. Информационное обеспечение научно-технического прогресса в системе управления АПК//В сборнике: Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК Сборник научных статей XII Международной научно-практической конференции, в рамках XVIII Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал — 2016», 2016. -С. 383-387.

236. Панфилов, В.И., Ветрова О.Б., Кознов А.В. Разработка методологии учета результатов научно-исследовательских работ и формирование системы оценки эффективности результатов научных исследований в РХТУ им. Д.И. Менделеева//Химическая промышленность сегодня, 2008.-№4. -С. 55-56.

237. Солдатенко, И.С., Супонев Н.П., Медведева О.Н., Миняев П.М. Информационно-аналитическая система мониторинга и учета результатов научной деятельности Тверского государственного университета//В сборнике: Информационная среда вуза XXI века. Материалы VII Международной научно-практической конференции, 2013. -С. 180-182.

238. Хоменко Е.В., Коноплева М.С. Интеллектуальная собственность вузов: вопросы оценки и коммерциализации//

Университетское управление: практика и анализ, 2015.-№4(98). -С. 117-128.

239. Управление результатами интеллектуальной деятельности/Аладышев Сергей Сергеевич, Завьялов Павел Евгеньевич, и др.//свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RUS 2018663492 04.10.2018.

240. Плотникова Н.Ф., Струков Е.Н., Вагнер К.Р. Повышение уровня научно-исследовательской деятельности профессорско-преподавательского состава в условиях формирования конкурентоспособности вуза//Филология и культура, 2019.-№2 56). -С. 285-290.

241. Методические рекомендации по разработке регионального индекса цифровизации агропромышленного комплекса: инструктивно-метод. издание. – М.:ФГ/БНУ «Росинформагротех», 2019. – 112 с.

242. Ерешко, Ф.И. Меденников В.И. Формирование цифровой платформы АПК // Проектирование будущего. Проблемы цифровой реальности: труды 1-й Международной конференции (8-9 февраля 2018 г., Москва). — М.: ИПМ им. М.В.Келдыша, 2018. — С. 65-73. — URL: http://keldysh.ru/future/2018/10.pdf

243. Осипов В.С. Глава 2. Цифровая платформа развития агропромышленного комплекса / В.С.Осипов // Перспективы цифровизации отраслевой экономики России: особенности и условия. Коллективная монография / Под. ред. Ю.В.Гнездовой, Ю.А.Романовой. — М.: Издательство «Научный консультант», 2018 — С. 62-111. Режим доступа: https://mgimo.ru/upload/iblock/e2c/glava-2-cifrovaya-platforma-razvitiya-agropromyshlennogo-kompleksa.pdf (Дата обращения: 25.08.2019 г.).

244. Семён Видный. Цифровизация АПК.//Межотраслевой журнал навигационных технологий. Вестник ГЛОНАСС, 2019. — №6(50). – С. 35-50.

245. Агроаналитика: агромодуль для сельского хозяйства. Режим доступа: https://www.osp.ru/netcat_files/userfiles/Akron_2017/2.1_Prezentatsiya_B.Dmitriev_Zolotaya_osen.pdf (Дата обращения: 25.08.2019 г.).

246. Болсуновский М. А. Геоаналитика.Агро. Сервис дистанционного мониторинга состояния растительности и условий земледелия. Режим доступа: https://www.osp.ru/netcat_files/userfiles/Akron_2017/2.2_._Geoanalitika_Agro_16-9.pdf (Дата обращения: 05.10.2019 г.).

247. АНТ. Система управления сельскохозяйственным производством Режим доступа: file:///C:/Users/as.kolomeichenko/Downloads/39_ANT_Denis_Usanov.pdf (Дата обращения: 05.10.2019 г.).

248. Карта кластеров России [Электронный ресурс] URL: http://clusters.monocore.ru/list

249. Шестаков, Р.Б. Теоретико-методологические основы цикличности, трансформации и деловой активности в социально-экономической метасистеме: монография. Орел: АПЛИТ, 2016. – С. 106.

250. Ловчикова, Е.И., Первых Н.А., Солодовник А.И. Цифровая экономика и кадровый потенциал АПК: стратегическая взаимосвязь и перспективы. // Вестник аграрной науки. 2017. № 5 (68). С. 107-112.

251. Кравченко, Т. С., Сухочева Н.А., Волченкова А.С. Инновационный подход формирования бизнес-потенциала отрасли растениеводства: монография. Орел, 2017. 234с.

252. Ловчикова, Е.И., Грудкина Т.И., Артемова Н.В. Формирование системы эффективного стратегического управления региональным АПК. // Экономика и предпринимательство. 2015. № 6-1 (59-1). С. 317-320.

253. Нечаев, Н.Г., Солодовник А.И. Перспективы развития АПК на основе государственно-частного партнерства. Вестник аграрной науки. 2017. № 6 (69). С. 142-147.

254. Сухочева Н.А. Стратегические ориентиры инновационно-экономического развития АПК. // Организационно-правовые аспекты инновационного развития агробизнеса: сборник научных трудов. Горки-Щецин, 2017. С. 132-136.

255. Оборин, М. С. Повышение эффективности управления сельскохозяйственными услугами на основе внедрения цифровых технологий // Ars Administrandi (Искусство управления). 2019. Том 11, № 2. С. 220–236.

256. ФГБУ «Центр Агроаналитики». Официальный сайт. [Электронный ресурс]. http://www.specagro.ru/#/ дата обращения: 28.11.2018).

257. Курдюмов А.В. Эволюция конкурентоспособности агропромышленного комплекса в условиях цифровизации производственной деятельности. № 2 (47), 2019. С — 67 (с. 67-72).

258. Антошин К.А. Strategic directions of development of information and advisory services for agricultural producers of Orel region// Вестник Орловского государственного аграрного университета. — 2016 №3 (54) с. – 40-46.

259. Полухин А.А. Технико-экономический анализ: реструктуризация и модернизация агробизнеса v1.0/А.А. Полухин. – свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2011611649 зарегистрировано 24.06.2011

260. Полухин А.А. Организационная реструктуризация аграрных организаций. Монография/ А.А. Полухин. — Орел: изд-во Орел ГАУ, 2007. – 128 с.

261. Юркова О.Н. Управление эффективностью использования производственного потенциала сельскохозяйственных предприятий: диссертация … кандидата экономических наук : 08.00.05 / Юркова О.Н..; [Место защиты: ФГБОУ ВПО ОрелГАУ].- Орел, 2010.- 145 с.

262. Полухин А.А. Оценка эффективности использования производственного потенциала в сельском хозяйстве v1.0/А.А. Полухин, С.А. Плыгун, А.В. Алпатов, А.Н. Ставцев, – свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2011614654 зарегистрировано 10.06.2011.

263. Полухин А.А. Оценка уровня технического потенциала молочного скотоводства v1.0 /А.А. Полухин, А.Н. Ставцев, А.В. Алпатов . – свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2011614655 зарегистрировано 10.06.2011.

264. Ставцев А.Н. Экономическая эффективность использования технического потенциала в молочном скотоводстве: монография / А.Н. Ставцев, А.А. Полухин, А.В.Алпатов, Л.В.Тугачева, А.С.Парфенов, Е.С.Тришкина, С.П.Климова, М.Г.Полухина . — Орел: изд-во ОрелГАУ, 2012. — 128 с.

265. Лобков В.Т. Экономическая оценка эффективности технологии возделывания зерновых культур v1.0/В.Т. Лобков, С.А. Плыгун, А.А. Полухин . -– свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2011614656 зарегистрировано 10.06.2011.

266. Лобков В.Т. Экономический анализ эффективности использования зерноуборочных комбайнов v1.0/В.Т. Лобков, А.А. Полухин, С.А. Плыгун, -– свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2011616281 зарегистрировано 10.08.2011.

267. Плыгун С.А.Научно-техническое обоснование организации и развития перерабатывающих подкомплексов для субъектов малого агробизнеса, средних и крупных сельскохозяйственных организаций v1.0/С.А. Плыгун,Н.В. Горынцев, А.А. Полухин, -– свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2011617405 зарегистрировано 23.09.2011.

268. Плыгун С.А., Лобков В.Т., Абакумов Н.И., Бобкова Ю.А., Золотухин А.И., Глинушкин А.П. Автоматизация проектирования систем земледелия и разработка программных комплексов для обеспечения выработки управленческих решений при организации сельскохозяйственного производства// Russian Journal of Agricultural and Socio-Economic Sciences. 2016. Т. 50. № 2. С. 66-81.

269. Парахин Н.В. Формирование стратегических направлений развития технической базы сельского хозяйства на региональном уровне v1.0 /Н.В. Парахин, А.А. Полухин, С.А. Плыгун . – свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2014618070 зарегистрировано 08.08.2014

270. Парахин Н.В. Экономическое обоснование механизма технической модернизации сельского хозяйства v1.0 /Н.В. Парахин, А.А. Полухин, С.А. Плыгун . – свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2014618065 зарегистрировано 08.08.2014

271. Парахин Н.В. Методические основы экономической оценки технической оснащенности сельского хозяйства v1.0 /Н.В. Парахин, А.А. Полухин, С.А. Плыгун . – свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2014618067 зарегистрировано 08.08.2014

272. Парахин Н.В. Теоретико-методологические аспекты модернизации технического потенциала в сельском хозяйствеv1.0 /Н.В. Парахин, А.А. Полухин, С.А. Плыгун . – свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2014618068 зарегистрировано 08.08.2014

273. Парахин Н.В. Экономическая оценка состояния, воспроизводства и использования технической базы сельского хозяйства v1.0 /Н.В. Парахин, А.А. Полухин, С.А. Плыгун . – свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2014618073 зарегистрировано 08.08.2014.

274. Яковлев А.С. Полухин А.А. Программа оценки степени модернизации технической базы сельского хозяйства региона (ОСМ ТБ) . — свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2019663287 зарегистрировано 15.10.2019.

1	2	3	4
3	65	50	60
4	65	50	100
5	65	40	100
6	70	26	80
7	70	45	80
8	70	63	80
9	70	45	55
10	70	45	104
11	75	40	60
12	75	50	60
13	75	40	100
14	75	50	100
15	80	45	80

1	2	3	4
3	65	50	60
4	65	50	100
5	65	40	100
6	70	26	80
7	70	45	80
8	70	63	80
9	70	45	55
10	70	45	104
11	75	40	60
12	75	50	60
13	75	40	100
14	75	50	100
15	80	45	80

ФГБОУ-ВО-Орловский-ГАУ — Отраслевая сеть инноваций в АПК

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ I. ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА ПО СОЗДАНИЮ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ОРГАНИЧЕСКОГО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

1.1 Современные биопрепараты для растениеводства и земледелия

1.1.1 Регуляторы роста растений

1.1.2 Биофунгициды

1.1.3 Биоудобрения

1.1.4 Полифункциональные препараты

1.2 Объекты тестирования биопрепаратов для растениеводства

1.3 Корневые гнили – вредоносные заболевания гороха и ярового ячменя

1.4 Перспективы применения биопрепаратов в сельскохозяйственной практике

1.5 Перспективные биологически активные вещества растительного происхождения для включения в состав препаратов-биостимуляторов

1.6 Экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum

1.7 Характеристика Fusarium oxysporum

1.8. Характеристика полифенольных соединений гречихи посевной

1.9. Биологические средства защиты против грибных заболеваний овощных и сельскохозяйственных культур

РАЗДЕЛ 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

2.2.1 Определение активности каталазы.

2.2.2 Колориметрический метод определения активности пероксидазы.

2.2.3. Метод определения активности супероксиддисмутазы.

2.2.4 Определение лабораторной всхожести семян.

РАЗДЕЛ 3. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭКЗОМЕТАБОЛИТОВ TRICHODERMA И БИОФЛАВОНОИДОВ ГРЕЧИХИ НА ФИТОПАТОГЕННЫЕ ВОЗБУДИТЕЛИ БОЛЕЗНЕЙ

3.1 Изучение эффективности экзометаболитов Trichoderma Atrobrunneum ВКПМ F-1434 в отношении фитопатогенных возбудителей болезней

3.1.1 Определение антагонистической активности грибов рода Trichoderma

3.1.2 Определение гиперпаразитарной активности грибов рода Trichoderma

3.1.3 Определение активности ферментов грибов рода Trichoderma, связанных с микопаразитизмом

3.2 Изучение влияния биофлавоноидов гречихи: хлорогеновая кислота, рутин, кверцетин на развитие гриба F. Oxysporum, вызывающего корневые гнили гороха, in vitro

3.2.1 Выделение биофлаваноидов гречихи

3.2.2 Определение чувствительности фитопатогена Fusarium oxysporum в отношении биофлаваноидов гречихи диско-диффузионным методом

3.2.3 Изучение ростостимулирующего и фунгицидного влияния биофлаваноидов гречихи в сравнении с биопрепаратами на основе природных компонентов в условиях in vitro

3.2.4. Изучение влияния экзометаболитов Trichoderma Atrobrunneum на развитие гриба F. Oxysporum, вызываещего корневые гнили гороха, in vitro

3.2.4.1 Изучение ростостимулирующего и фунгицидного влияния T. atrobrunneum ВКПМ F-1434 в сравнении с биопрепаратами на основе природных компонентов в условиях in vitro

РАЗДЕЛ 4. ПОЛЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Совершенствование технологии защиты озимой пшеницы и ярового ячменя от грибных болезней

4.2. Результаты исследований на посевах озимой пшеницы

4.3.Результаты исследований на посевах ярового ячменя

4.4. Полевые испытания влияния нового комбинированного средства защиты растений на яровом ячмене и горохе в условиях мелкоделяночного опыта

4.4.1.Изучение влияния препаратов на яровом ячмене Раушан

4.4.2. Изучение влияния препаратов на горохе Фараон

РАЗДЕЛ 5 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ НОВОГО БИОСТИМУЛЯТОРА «НИГОР+ЭКЗОМЕТАБОЛИТЫ»

5.1. Влияние биостимулятора на морфометрические показатели и структуру урожая ячменя Скарлет

5.2. Влияние биостимулятора на морфометрические показатели и структуру урожая озимой пшенице Московская 40

5.3. Изучение показателя вегетационного индекса и количества хлорофилла по вариантам

РАЗДЕЛ 6. ИСПЫТАНИЯ БИОСТИМУЛЯТОРОВ НА АНТИОКСИДАНТНУЮ СИСТЕМУ РАСТЕНИЙ

6.1. Влияние биологического средства защиты растений на энергию прорастания и всхожесть семян гороха, ярового ячменя и озимой культуры.

6.2. Активность антиоксидантных ферментов под влиянием биостимулятора

6.3. Изучение антиоксидантной активности ячменя по фазам развития

6.4. Изучение антиоксидантной активности пшеницы по фазам развития

6.5. Изучение антиоксидантной активности гороха по фазам развития

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработка методических подходов по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы

Термины и определения

ВВЕДЕНИЕ

1. МАТЕРИАЛЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Оценка племенных качеств сельскохозяйственной птицы яичного направления продуктивности

2.2 Оценка племенных качеств сельскохозяйственной птицы мясного направления продуктивности

2.3 Современные подходы к оценке племенных качеств гусей

2.4 Современные подходы к оценке племенных качеств уток

2.5 Современные подходы к оценке племенных качеств индеек

2.6 Современные подходы к оценке племенных качеств цесарок

2.7 Современные подходы к оценке племенных качеств перепелов

2.8 Организация племенной работы с сельскохозяйственной птицей

2.9 Методические рекомендации по порядку и условиям проведения оценки племенной ценности сельскохозяйственной птицы

2.10 Экономическая оценка племенной ценности сельскохозяйственной птицы и селекционного достижения в птицеводстве

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложения

Разработка новых приемов создания экологически безопасного материала на основе растительного сырья и отходов сахараперерерабатываюей промышленности

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Информационно-аналитический обзор состояния изученности вопроса, относящийся к созданию биоразлагаемого материала

1.1.1 Биоразлагаемые альтернативы обычным пластикам

1.1.2. Управление отходами при получении биоразлагаемых материалов

1.1.3. Биоразлагаемость и компостируемость

1.1.4. Анализ рынка одноразовой посуды на российском рынке

1.2. Обзор технологии получения биоразлагаемых полимеров и пластиков

2.10 Экономическая оценка племенной ценности
сельскохозяйственной птицы и селекционного
достижения в птицеводстве

1	2	3	4
3	65	50	60
4	65	50	100
5	65	40	100
6	70	26	80
7	70	45	80
8	70	63	80
9	70	45	55
10	70	45	104
11	75	40	60
12	75	50	60
13	75	40	100
14	75	50	100
15	80	45	80