01 апреля 2021

Что такое биотехнологии и при чем здесь органическое производство


Notice: unserialize(): Error at offset 375 of 3085 bytes in /var/www/u1311428/data/www/zizh.ru/wp-content/plugins/mailpoet/lib/Doctrine/Types/SerializedArrayType.php on line 27

Что такое биотехнологии и при чем здесь органическое производство

Термин «биотехнология» имеет греческое происхождение. В буквальном переводе «bios» – жизнь, «techne» – искусство, мастерство, «logos» – учение. Таким образом, это научное направление, объединяющее возможности биологии и техники, и использующее живые организмы, биологические системы или биологические процессы в различных областях человеческой деятельности: медицина, сельское хозяйство, аквакультура, энергетика, природоохрана, пищевая и другая промышленность.

Сферы применения микроорганизмов

Классификация биотехнологической продукции указана в ГОСТ Р 57079-2016. В настоящее время одной из активно развивающихся отраслей является агробиотехнология. В стандарте достаточно подробно описано, что к ней относится. Если разделить агробиотехнологию на блоки, то мы увидим, что речь идет о биотехнологии и в животноводстве, и в растениеводстве. Наиболее распространенными биотехнологическими исследованиями в отрасли растениеводства являются молекулярная диагностика, молекулярная селекция, создание новых (биотехнологических) сортов растений и новых форм сельскохозяйственных деревьев с заданными признаками, получение безвирусного посадочного материала, генетическая паспортизация сельскохозяйственных растений, криоконсервация, а также разработка и получение биологических средств защиты растений, биоудобрений, вермикомпоста.

В каких процессах могут использоваться микроорганизмы? Например, в природоохранных биотехнологиях: при биомониторинге, который включает в себя биоиндикацию и биотестирование, а также при биоремедиации. Под биотестированием понимают приемы исследования, при котором о качестве среды судят по выживаемости, состоянию и поведению специально помещенных в эту среду организмов – тест-объектов. Биоиндикация представляет собой качественную оценку параметров среды обитания и ее отдельных характеристик по состоянию биоты в природных условиях. Биоремедиация – комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферы с использованием биологических объектов (растений, грибов, насекомых, червей, микроорганизмов).

В промышленной биотехнологии и «зеленой химии» активно применяются промышленные микроорганизмы-продуценты. Это штаммы бактерий, грибов и микроводорослей, используемые для промышленного получения целевых биопродуктов в процессе их жизнедеятельности. Такие микроорганизмы, например, используют при производстве биопластиков, натуральных поверхностно активных веществ, технических ферментов (для целлюлозно-бумажной, текстильной промышленности и моющих средств).

Всем известна пищевая биотехнология. Здесь используют так называемые стартерные культуры (специально отобранные штаммы микроорганизмов) для изготовления высококонцентрированных заквасок, натуральных пищевых добавок, белков, ферментов, пребиотиков, пробиотиков, симбиотиков и синбиотиков, для приготовления молочнокислых пищевых продуктов, дрожжевых хлебобулочных изделий, спирта, вина, уксуса.

Активно применяются различные микроорганизмы при изготовлении кормов: консерванты, ферменты, пребиотики, пробиотики, синбиотики.

Ну и, конечно, микроорганизмы применяются при разработке и производстве биопрепаратов, которые, в свою очередь используются в различных отраслях. Например, биодеструкторы ксенобиотиков – препараты на основе микроорганизмов, способных биоразлагать различные виды ксенобиотиков, а также органические отходы до безопасных для окружающей среды компонентов.

Биопрепараты для защиты растений как приоритет

Наиболее распространенными являются биодеструкторы нефти, пестицидов, детергентов. Действие таких биопрепаратов направлено на ликвидацию чрезвычайных ситуаций и восстановление плодородия почв. Биопрепараты активно используются в биогеотехнологии для борьбы с метаном в угольных шахтах, выщелачивания металлов, обессеривания углей, повышения нефтеотдачи пластов. В качестве «зеленой химии» могут быть использованы ларвицидные препараты, направленные на отпугивание или уничтожение кровососущих насекомых.

Отдельную нишу занимают биопрепараты для защиты растений (леса и сельскохозяйственных культур) и биоудобрения. Именно это направление является одним из приоритетных для лаборатории создания микробиологических средств защиты растений и коллекции микроорганизмов Федерального научного центра биологической защиты растений.

Биопрепараты для защиты растений используются для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных, культурных и дикорастущих растений, а также с сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов. Основой микробиологических препаратов могут быть один или несколько микроорганизмов (бактерии, грибы, вирусы) и/или продукты их жизнедеятельности. Основа биологических препаратов – экстракты растений и прочих природных субстратов. Биоудобрения, в свою очередь, являются экологически чистыми удобрениями, получаемыми из биогумуса и натуральных органических веществ. Традиционно к этой группе относят микробные препараты, обеспечивающие доступность и лучшую усвояемость питательных компонентов почвы, а также симбиотическое азотное питание посредством связывания молекулярного азота воздуха.

Органическое земледелие как высокотехнологичное производство

Почему биопрепараты пользуются все бὸльшим спросом? На это есть несколько причин. С одной стороны, в растениеводстве есть такие вопросы, которые современные химические препараты не решают или решают в недостаточной степени. Это и сохранение плодородия почв, и улучшение почвенного состояния (в том числе повышение супрессивности), и преодоление устойчивости определенных вредных организмов к существующим системам защиты растений.

С другой стороны, зачастую сельхозтоваропроизводитель хочет повысить экономическую эффективность своего предприятия. Одним из путей решения такой задачи является снижение затрат на применение средств защиты растений. В России химические пестициды существенно дороже, чем биологические. Поэтому заинтересованность в более экономичных системах защиты растений также возрастает.

Когда сельхозпредприятия начинают работать с системами защиты, включающими в себя биопрепараты, они начинают понимать особенности их применения и те преимущества, которые получают, действуя в режиме профилактики. Снижается инфекционный запас в почве, улучшается физиологическое состояние растений, повышается иммунитет сельскохозяйственных культур. В определенных случаях возможно снижать количество обработок. Как результат – хозяйства начинают увеличивать площади применения биологических средств защиты растений. А некоторые задумываются о переходе на систему органического земледелия.

Принятие закона «Об органической продукции» в 2018 году на федеральном, а в 2019 году – на региональном уровне (Краснодарский край), популяризация органической продукции и такого типа хозяйствования способствуют все большему появлению компаний, заинтересованных в получении органического сырья и продуктов питания. Сертифицированная по российским и европейским стандартам продукция все чаще встречается на внутреннем рынке и очень интересна с точки зрения экспорта. Так, в европейских странах к 2030 году планируется 30% рынка занять органическими продуктами, где спрос на них также растет.

Напомним, что органическое земледелие – это высокотехнологичное производство с использованием современных методов мониторинга, достижений селекции и применением оптимальных систем защиты растений. Здесь разрешено выполнять агротехнические мероприятия, применять удобрения естественного происхождения, биопрепараты на основе микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности. Но запрещено применять химические удобрения и средства защиты растений, антибиотики и стимуляторы роста. Поэтому биотехнологии и органическое земледелие тесно связаны между собой.

А.М. АСАТУРОВА,
директор ФГБНУ ФНЦБЗР,
кандидат биологических наук

Н.С. ТОМАШЕВИЧ,
старший научный сотрудник
лаборатории создания
микробиологических средств
защиты растений и коллекции
микроорганизмов ФГБНУ ФНЦБЗР,
кандидат сельскохозяйственных наук

Земля и Жизнь, 2003-2021 | Политика конфиденциальности