Реанимация для почвы. Алтайские ученые привлекает агробизнес инвестировать в «живые» технологии
Биотехнологии в сельском хозяйстве – общая тенденция, которую поддерживают и в Алтайском крае. Однако переход от химии к «живым» препаратам упирается в препятствие: наука и агробизнес говорят на разных языках. Пока одни создают наработки, другие уже ждут готовых решений. Преодолеть этот разрыв пытаются через партнерские модели, где ученые и компании делят риски. Об опыте такого взаимодействия рассказала Алена Иркитова, директор инжинирингового центра АлтГУ «Промбиотех».
Все подробности - здесь
Работа в «долгий ящик»
Тема развития отечественных биотехнологий упирается в тупик. Несмотря на очевидную стратегическую важность, проекты отрасли реализуются с большим трудом.
Проблема – в глубоком разрыве между научной разработкой и конечным потребителем. Цепочка «лаборатория – производство – рынок» не выстроена, что приводит к парадоксальной ситуации, когда перспективные изобретения, созданные в университетских стенах, годами пылятся на полках, так и не дойдя до сельхозпроизводителя.
Долгое время остроту вопроса сглаживал так называемый «серый импорт», компенсировавший значительную долю потребностей российской пищевой и сельскохозяйственной отрасли.
Однако текущая геополитическая ситуация и ужесточающиеся санкции заставляют думать над тем, как обеспечить технологическую независимость в сфере биологии и агротехнологий. Без собственной, отлаженной системы подпитки со стороны науки и производства продовольственные рынки рискуют остаться в состоянии хронической отсталости.
Путь от идеи до товара на полке сегодня преграждает множество барьеров. Опыт показывает, что даже самые перспективные университетские разработки при отсутствии следующего звена в операционной цепочке – бизнеса, готового подхватить инновацию и довести ее до потребителя, – оказываются никому не нужны. Ученый создает, патентует, а затем продукт его многолетнего труда ложится в «долгий ящик». Потребитель в лице фермера или пищевой компании никогда его не увидит.
Выход из этого тупика только один – выстраивание прямого и постоянного диалога между наукой и теми, кто будет использовать ее плоды на практике. Ключ к развитию лежит в сотрудничестве с бизнесом, который способен вывести разработку на рынок, где конечный потребитель своим рублем «голосует» за ее полезность и эффективность.
Например, Алтайский государственный университет много лет целенаправленно развивает партнерство с промышленностью. Логика взаимодействия выстраивается в четкую цепочку.
Ученые находят в природе перспективные микроорганизмы, с помощью методов генного редактирования создают на их основе биопрепараты, которые затем должны прийти в агроиндустрию, повышая урожайность и продуктивность земель.
«Очень рассчитываем, что наши партнеры поймут, что университет – это серьезный игрок, и начнут идти с нами совместно по этой непростой дороге, потому что для движения нужны ресурсы», – отмечает Сергей Бочаров, ректор АлтГУ. – Министерство, которое дает оценку нашим программам развития, всегда спрашивает: «А сколько денег ваших партнеров вкладывают?». Если инвестиций нет, университет выбывает из числа участников программы. Если деньги есть, то поддержку оказывают, и мы можем совместно развивать проекты».
Этот момент принципиально важен. Вузы борются против потребительского отношения к науке, когда бизнес ждет готовых решений «на блюдечке», не вкладываясь в их создание. Их стратегия – строить именно партнерские, равноправные отношения, где интересы и риски разделены.
Для Алтайского края одно из основных направлений развития –сотрудничество в разработке биотехнологий для агропромышленного комплекса.
Тренд на биологизацию
Актуальность таких совместных проектов высока. Экологизация и биологизация сельского хозяйства – это общемировой тренд, который в России поддерживается на законодательном уровне. Среди ключевых документов – закон «Об органической продукции», закон «О развитии сельского хозяйства», ГОСТы на продукты органического производства.
Внедрение биологических препаратов как альтернативы или способа снижения химической нагрузки актуально повсеместно – от открытых полей до теплиц, оранжерей и парников. Особенно это важно в экологически чувствительных зонах: водоохранных территориях, заповедниках, а также при выращивании сырья для детского питания.
«Три ключевых элемента экологичного сельского хозяйства – это восстановление и оздоровление почвы, защита и питание растений на всех этапах, а также здоровье животных и качество конечной продукции», – утверждает Алена Иркитова, кандидат биологических наук, директор инжинирингового центра «Промбиотех» АлтГУ.
Почва – это фундамент. Химические средства защиты и удобрения, попадая в нее, не исчезают бесследно. Они включаются в пищевую цепочку «почва – растение – животное – человек», накапливаясь и приводя к печальным последствиям для здоровья, таким как резистентность к антибиотикам. Если земля заражена патогенами, то и культуры на ней будут болеть, что заставляет аграриев увеличивать дозу или частоту химических обработок, еще больше обедняя микробиом.
«В природе все стремится к балансу, – объясняет биолог. – Если полезный микробиом почвы обеднен, эту нишу займут другие микроорганизмы, в том числе патогенные. Биопрепаратами мы можем контролировать это заселение в нужную нам сторону, например, заселяя почву штаммами-антагонистами».
Второй элемент – защита растений. Биопрепараты включают не только антагонистов, но и микроорганизмы, выполняющие другие жизненно важные функции: снабжают растения железом, фиксируют азот из воздуха, производят гормоны роста и высвобождают фосфор из почвы. Они работают на всех этапах – от обработки семян до сбора урожая.
Наступившее будущее
«Биопрепараты – это будущее, которое уже наступило. Просто оно распределено неравномерно», – констатирует ученый.
Их главные преимущества – безопасность. В отличие от химии, они не накапливаются в окружающей среде, безвредны для человека, животных и биоценозов.
Однако есть и особенности. Биологические средства действуют медленнее, но обладают накопительным эффектом. Их спектр действия более избирателен, что позволяет точечно бороться с патогеном, не уничтожая всю полезную микрофлору.
Они наиболее эффективны для профилактики. Их заранее заселяют в экологическую нишу, не оставляя места для патогенов. Но если заражение уже массовое, порог эффективности может быть превышен, и тогда потребуется «тяжелая артиллерия» в виде химии.
Их отличия – в механизма действия. Химия работает контактно, ее эффект зависит от дозы и времени экспозиции. Биопрепарат – это живые микроорганизмы, которые, будучи внесенными, продолжают жить и работать в течение всего цикла развития растения, выполняя свои функции.
Технология полного цикла
В АлтГУ эффективный биопрепарат рождается за три этапа.
Первый – лабораторный. Микробиологи проводят массовый биотехнологический скрининг: тестируют природные штаммы на антагонистическую активность против патогенов, устойчивость к антибиотикам, способность стимулировать рост растений, ферментативную активность.
«Эффективность – именно в индивидуальном подходе, – подчеркивает Алена Иркитова. – Не существует «серебряной пули» – штамма на все случаи жизни. Нужно выделить актуальный патоген, циркулирующий в конкретном хозяйстве, и подобрать к нему антагониста. Так же, как подбирают вакцины к актуальным штаммам вирусов. Только тогда можно говорить о 90-100% эффективности».
На втором этапе проверяют «технологические» свойства перспективного штамма. Его способность быстро наращивать биомассу в промышленных условиях, переносить сушку и заморозку, расти на недорогих питательных средах, сохранять активность при хранении. Именно здесь вступает в дело инжиниринговый центр «Промбиотех», обладающий опытно-промышленным участком для отработки полного цикла и масштабирования.
Третий, самый важный этап – полевые испытания.
«Здесь повестку диктуют аграрии, – объясняет Алена Иркитова. – Именно они знают, какие показатели урожайности, устойчивости, качества критичны для их культуры. Только совместная работа позволит создать препарат, решающий конкретные задачи».
Диалог как основа прорыва
Одна из насущных проблем для ученых и аграриев – слабая диагностическая база, особенно в отношении вирусов растений. Без точной и быстрой проверки невозможно оперативно подобрать эффективное биологическое средство.
Например, интересен опыт биологов АлтГУ с гречихой, которая в условиях Алтайского края практически не «болеет». Однако поле, отведенное под нее для последующего производства детского питания, имело жесткие ограничения на применение химии. Это стало идеальной испытательной площадкой для отработки методик.
Еще одно важное преимущество биопрепаратов – простота утилизации. В отличие от токсичных химических средств, старые запасы которых годами лежат на складах, представляя угрозу, биологические средства способны к саморазложению, что решает серьезную экологическую проблему.
Так и складывается, что путь к технологическим успехам в агробиотехнологиях лежит через совместные инвестиции. Бизнесу нужно увидеть в университете серьезного партнера, способного довести разработку до коммерческого образца. Науке – научиться слышать реальные запросы рынка. Только такое взаимодействие способно превратить прорывные алтайские разработки из работ «в стол» в действующие инструменты для продовольствия.