Анна Омбоди
4.09.2020
Разобрать
на молекулы: как создаются инновационные СЗР
Фитопатология — алхимия здоровья
Современные инновационные СЗР, как правило, состоят из нескольких действующих веществ, которые работают синергично и обеспечивают высокую эффективность продукта. Точно так же и компания, которая работает над их созданием, — это система, объединяющая интеллектуальные ресурсы, современное оборудование и многолетний опыт работы для достижения одной цели. Вместе они создают инновационный продукт.

Во втором выпуске проекта «Разобрать на молекулы: как создаются инновационные СЗР» мы расскажем о работе агрономической лаборатории ALFA Smart Agro. Это подразделение R&D имеет большое значение для разработки новых продуктов. Ведь изучать патогены растений, их реакцию на действующие вещества, а также влияние прототипов продуктов на растения — важнейшая часть процесса разработки новых препаратов.

Тестирование на живых объектах

Среди многочисленных задач агролаборатории ее заведующий Валерий Литвиненко прежде всего выделяет главную — тестирование действующих веществ, их комбинаций и препаративных форм новых продуктов на живых объектах, а также тестирование промышленных образцов перед запуском их в продажу.

В агрономической лаборатории ALFA Smart Agro исследуют основные категории продуктов: гербициды, протравители, фунгициды, акарициды.
Из химической лаборатории к нам направляют прототипы новых препаратов, обычно их 10-15, а иногда и до 40. Все их нужно проверить. Для этого необходимо посеять семена, поливать и обрабатывать растения, дождаться нужной фазы роста и только тогда тестировать образцы. В каждой категории препаратов есть свои особенности. Тестирование гербицидов очень привязано к фазам роста, а, например, для разработки протравителей и фунгицидов требуется большое количество лабораторных исследований и постоянно поддерживаемая коллекция грибов,
— объясняет Валерий Литвиненко.
Работа в лаборатории не прекращается круглый год. Здесь исследования ведутся и в зимний период, и в межсезонье. Пять лет назад была построена климакамера «умная» лаборатория, в которой можно круглосуточно контролировать освещение, температуру и влажность. Технические возможности позволяют устанавливать температуру воздуха от 0 °C до +33 °C, влажность до 80%. Современная автоматизированная система управления может моделировать климатические зоны и нужные периоды года (начало весны, конец лета и пр.).
Для тестирования образцов в климакамере в ALFA Smart Agro разработали собственные методики, поскольку в условиях искусственного климата и ограниченного количества почвы развитие растений имеет ряд особенностей.

Как показывает практика, около 90% тестируемых образцов разрабатываемых препаратов после проверки в агрономической лаборатории отклоняется. Все дело в том, что химических компонентов очень много. Задача специалистов — выбрать лучшие из них. Так, например, один из гербицидов, который сейчас проходит испытание, имеет 12 прототипов. Когда тестировали гербицид Сантал, их было около 40. Долго работали и над формуляцией граминицида Кайман.
Было очень много вариантов и различных комбинаций этого продукта. Поэтому и количество тестов было соответствующим. Тем более мы проверяли его на разных культурах. Сейчас в компании уже выработали методику тестирования почвенных гербицидов в климакамере, поэтому работа идет быстрее,
— заведующий агролабораторией.
Когда специалисты после тестов агролаборатории получают «живую» формуляцию (так они называют прототип, который показал себя хорошо в лаборатории), ее тестирование продолжается в Опытно-демонстрационном центре на участках от 1 сотки до 10 га. А некоторые тесты проводят только в поле.
Например, кукурузу в фазе 7 листов мы не можем вырастить в условиях климакамеры. Тут нужны полевые исследования. Также продукты из группы инсектицидов проверяем преимущественно в Опытно-демонстрационном центре. В данный момент мы разрабатываем методики, которые позволят тестировать инсектициды в климакамере круглый год,
— добавляет Валерий Литвиненко.
Олег Доброштан на демо-поле ALFA Smart Agro
Часть продуктов после тестирования в агролаборатории возвращается в химическую лабораторию для усовершенствования и доработки. Тесное взаимодействие всех подразделений R&D и совместная работа специалистов разных направлений позволяют получать нужный результат.
Разобрать на молекулы: как рождаются идеи продуктов

Фитопатология в цифрах

Фитопатология в цифрах

А знаете, сколько необходимо времени, чтобы проверить один препарат? И сколько опытов проводят, пока его одобрят специалисты и допустят к промышленному производству? Покажем на примере протравителя Авиценна.

Из химической в агрономическую лабораторию поступило около 20 прототипов Авиценны. Каждый из которых необходимо проверить на разных возбудителях болезней (фузариоз, альтернариоз, обычная корневая гниль) в нескольких нормах концентрации. Чтобы исключить возможность ошибки, каждый тест проводят в четырех повторениях. Итого только с прототипами Авиценны провели около 500 тестов!
Тестирование протравителя Авиаценна на пшенице
Алгоритм тестирования средств защиты семян:
  1. Протравливание семян.
  2. Закладывание семян в чашки Петри, определение энергии, всхожести и отсутствия фитотоксичного действия. Это важно, так как некоторые действующие вещества могут замедлять всхожесть, а значит, влиять на дальнейшую урожайность. Аналогичные исследования проводятся и в климатической камере, где семена сеются в почву.
  3. Измерение биометрических показателей — высоты растения и длины корневой системы — чтоб убедиться, что у препарата отсутствует ретардантное действие.
  4. Но самое интересное — это пробит-анализ, то есть определение эффективности протравителя против наиболее распространенных возбудителей болезней. На каждом патогене тестируются разные концентрации прототипа продукта.
Пробит-анализ происходит так: в чашку Петри с питательной средой для грибов в трех точках расселяется возбудитель болезни. Потом готовится рабочий раствор протравителя Авиценна. Затем фильтровальные диски из бумаги опускаются в рабочий раствор препарата и накладываются на гриб. На протяжении 14 дней мы смотрим на эффективность этого протравителя: насколько долго он будет сдерживать развитие болезней,
— объясняет фитопатолог Юрий Панченко.
Тестирование протравителя Авиаценна в нескольких повторностях​
Перед тем как приготовить питательную среду для исследований, вся необходимая посуда стерилизуется в автоклаве около 2,5 часов. Процесс стерилизации повторяется после проведения всех анализов. В автоклаве также проводится трехчасовая стерилизация непосредственно питательной среды. Питательная среда необходима для выращивания грибов и определения инфекции на посевном материале, а ее состав очень прост: крахмал, глюкоза и агар-агар.

Сервис для клиентов — анализ посевного материала

С первых минут в лаборатории внимание привлекли несколько сотен чашек Петри с образцами семян. Как объяснили сотрудники, компания ALFA Smart Agro проводит фитопатологическую экспертизу посевного материала для клиентов. В ближайшее время здесь ожидают более 1000 образцов (около 1,5 т) зерна для анализа.
К нам поступают образцы посевного материала со всей Украины. Мы определяем энергию, всхожесть, массу тысячи семян, делаем фитопатологический скрининг. Это позволяет хозяйству правильно подобрать эффективный протравитель и нормы его расхода, а также определить рекомендованную густоту посева. А мы получаем реальную картину по зараженности посевного материала и понимание, какие болезни могут преобладать в следующем сезоне,
— рассказывает о тонкостях работы фитопатолог.
Лаборатория может проверять различные культуры: рапс, пшеницу, ячмень, кукурузу, подсолнечник, овес, горчицу, гречиху.

В прошлом году специалисты отмечали преобладание альтернариоза на зерне. Причиной стали дожди во время сбора урожая. В текущем сезоне чаще встречаются бактериозы и плесень семян. На наш вопрос «А бывает ли «чистое» зерно?» специалисты отвечают, что пока не попадалось.

Зато приходилось сталкиваться с посевным материалом, который рекомендовали вообще не сеять. Например, образцы такого ярового ячменя присылали с юга Украины. Энергия всхожести там была очень низкой: из 25 семян всходили только 3 или 4.
Перед тем как отправить посевной материал в термостат для прорастания, его согласно методикам предварительно охлаждают при температуре от +5 °C до +10 °C (так называемый процесс яровизации). По времени это занимает половину срока, необходимого для определения энергии всхожести. Для разных культур этот срок разный. Например, для определения энергии пшеницы необходимо 4 дня, а предварительное охлаждение длится 2 дня.
термостат
В этом году специалисты агролаборатории внедрили в работу методику по определению заспоренности посевного материала (в частности, спорами головни). Эти грибы не растут в питательной среде, их можно определить только центрифугированием.

Алгоритм тестирования заспоренности посевного материала:
  1. Смыв зерна и сбор жидкости.
  2. Полученная после смыва зерна жидкость помещается в аппарат и центрифугируется на протяжении 10 минут на 2 тыс. оборотов. Во время этого весь мусор, который есть на зерне, оседает внизу, и в самой его толще могут обнаружиться споры.
  3. В камере Горяева препарируется образец для последующего изучения заспоренности посевного материала.
  4. Изучение образца через микроскоп.
Анализируют здесь и растительный материал, например, листья подсолнечника с различными поражениями. Ведь некоторые болезни визуально различить очень сложно, а цена неправильно подобранного фунгицида может равняться цене урожая. Задача специалистов — выявить возбудителя. Для этого необходимо поместить часть поврежденного растения в питательную среду и посмотреть, вырастет мицелий или нет. При положительном результате, когда патоген показывает рост, споры изучаются под микроскопом.

Тотальное погружение в работу

Работа в агрономической лаборатории требует внимания, усидчивости, скрупулезной точности в деталях. Ведь параллельно ученые тестируют несколько препаратов, закладывают десятки опытов. Иногда они требуют внимания и в нерабочее время.
Если мы заложили опыт, его результат нужно анализировать в определенные периоды. Нельзя откладывать на завтра или послезавтра, потому что один-два дня могут уже изменить показатели. Поэтому лаборатория работает и в выходные, и в праздничные дни,
— говорит Валерий Литвиненко.
Свои коррективы в работу экспертов вносят и погодные условия. Так, например, Оскар Премиум тестировали в жаркую погоду без осадков. Зато установили, что он работает даже в таких условиях. Некоторые опыты из-за неблагоприятной погоды приходится повторять. Делаем вывод, что заниматься исследовательской работой может только человек, который по-настоящему «горит» своим делом.
Фитопатология требует терпения и усидчивости. Иногда нужно часами искать спору гриба в микроскопе и потом выяснять, что именно нашли (по форме, размеру споры, количеству перепонок в ней и т. д.). Мне, например, интереснее работать в поле и изучать действие препаратов на насекомых-вредителей,
— с улыбкой рассказывает Валерий Литвиненко.
Благодаря такой разносторонности интересов и навыков специалисты агрономической лаборатории прекрасно дополняют друг друга. Это единая команда, которая вместе добивается отличных результатов и помогает создавать инновационные СЗР.

В следующем выпуске проекта «Разобрать на молекулы: как создаются инновационные СЗР» мы расскажем о работе Опытно-демонстрационного центра ALFA Smart Agro: о том, какие исследования проводятся в полях, как они помогают в создании новых продуктов.
Сотрудники агрономической лаборатории​
Сотрудники агрономической лаборатории ALFA Smart Agro
Выполнено с помощью Disqus