Agricultural science in the development of the agro-industrial complex of the Russian Federation

Full Text

Сельскохозяйственная наука вносит определяющий вклад в развитие агропромышленного комплекса Российской Федерации. В условиях острых геополитических и социально-экономических противоречий нашей страной принят курс на импортозамещение и технологический суверенитет. Обеспечение населения страны собственным продовольствием становится важнейшим фактором безопасности, экономической, политической и социальной стабильности внутри страны. В то же время продукция сельского хозяйства оказывает мощное влияние на внешние рынки. Российская Федерация экспортирует сельскохозяйственное сырьё и продовольствие более чем в 140 стран мира. Валютная выручка с каждым годом увеличивается и достигла к настоящему времени 45–47 млрд долл. в год [1, 2].

Благодаря внедрению достижений российских учёных удалось существенно продвинуться в решении проблемы импортозамещения и технологической независимости на внутреннем рынке продовольствия. Однако остаются и нерешённые вопросы, в частности связанные с обеспечением агропроизводителей отечественными семенами важных культур, породами скота и кроссами птицы, средствами защиты растений, ветеринарными препаратами, ингредиентами для пищевой промышленности, роботизированной сельскохозяйственной техникой и оборудованием [3].

Необходимо отметить ряд производственных и экологических проблем, которые требуют серьёзного внимания и усилий как учёных, так и представителей государственных структур и агробизнеса. В Российской Федерации, согласно различным источникам, от 26 до 58% сельскохозяйственных земель подвержены эрозионным процессам [4, 5], 20% почв переувлажнены и заболочены, 8% – засолены, 44% – имеют повышенную кислотность, а для 99.5 млн га характерно низкое содержание гумуса [6]. Водная эрозия затронула 42 млн га сельскохозяйственных земель, а ветровая – 26 млн га. Ежегодно площадь деградированных земель увеличивается на 400–500 тыс. га [4, 5]. В настоящее время из активного сельскохозяйственного оборота выведено около 40 млн га площадей. В животноводстве наблюдается сокращение поголовья: крупного рогатого скота с 57.0 до 19.5 млн голов, свиней – с 38.3 до 19.2 млн, овец и коз – с 58.2 до 23.8 млн [5].

В этой связи стратегической целью дальнейшего развития сельскохозяйственной науки и её приоритетной задачей стало проведение фундаментальных и прикладных исследований, направленных на разработку конкурентоспособной научно-технической продукции. Это позволит усилить инновационный процесс и обеспечить эффективное внедрение научных разработок в производство, что, в свою очередь, будет способствовать эффективному функционированию агропромышленного комплекса Российской Федерации [3, 7].

В рамках Программы фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2021–2030 гг.) (далее ПФНИ) определены ключевые направления развития сельскохозяйственной науки. В области земледелия, мелиорации, водного и лесного хозяйства важное место занимают вопросы изучения депозитарных, биоценотических и экологических функций почв, оценка почвенных ресурсов и оптимизация сельскохозяйственного землепользования с применением цифровых систем и дистанционного зондирования. Решение указанных проблем видится на пути оптимизации сельскохозяйственного землепользования, сохранения и восстановления плодородия почв на основе использования новейших научных методов. Перспективная научная задача – создание основы для восстановления, сохранения и развития агроэкосистем. В рамках ПФНИ исследования ведутся по оптимизации сельскохозяйственного природопользования, оценки земель, структуры агротехнологий и разработке адаптивно-ландшафтных систем нового поколения. Кроме того, программа предусматривает исследования в области агропочвоведения, планируется разработать генетические и молекулярные основы формирования микробных сообществ агро- и природных систем, изучить метагеномы основных видов почв Российской Федерации, предложить индикаторы изменений свойств почв под воздействием природных и антропогенных факторов, а также новые системы управления плодородием почв в динамических условиях внешней среды.

В сфере мелиорации использование научно обоснованных методов позволяет эффективно распоряжаться природными ресурсами, повышать их продуктивность. Изучение мелиоративных и водных систем, а также гидротехнических объектов нового уровня, улучшение и контроль водных ресурсов, разработка природных методов восстановления плодородия – всё это позволяет расширять площади мелиорированных земель и использовать их для растениеводства в условиях изменяющегося климата [8, 9]. ПФНИ включает раздел, посвящённый разработке мелиоративных и водных комплексов, гидротехнических сооружений нового поколения, оптимизации и управлению водными ресурсами на базе цифровых технологий, а также предотвращению деградации и опустынивания агроландшафтов, созданию агролесомелиоративных и лесных комплексов.

Актуальные задачи растениеводства – гарантированное сохранение генетических ресурсов культурных растений и их диких родичей для создания конкурентоспособных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, а также поиск, сохранение, изучение генетических ресурсов растений и использование их в селекционном процессе. Важное направление исследований – молекулярная селекция, благодаря которой удаётся создавать новые высокопродуктивные формы, сорта и гибриды сельскохозяйственных культур, лекарственных и ароматических растений, отличающиеся высокими качественными показателями, устойчивостью к неблагоприятным факторам среды. В настоящее время научное управление селекционным процессом позволяет разрабатывать новые генотипы культурных растений [10].

В области защиты растений предусмотрена разработка современных методов мониторинга фитосанитарного состояния агробиоценозов, диагностики вредных и полезных микроорганизмов, системы рационального применения средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений и создание новых природоподобных биологических и химических средств защиты растений [11].

В области зоотехнии ПФНИ предусмотрено изучение, сохранение и управление генетическими ресурсами сельскохозяйственных и промысловых животных, птиц, насекомых и рыб в аквакультуре сельскохозяйственного и промыслового назначения в целях улучшения существующих и создания новых конкурентоспособных пород, типов, линий и кроссов. В этих целях используются технологии высокопроизводительного генотипирования, точного фенотипирования, биоинформационные и цифровые технологии. Актуальная задача – расширение работ с биоколлекциями и производственными массивами животных для получения новых знаний о состоянии аллелофонда животных на базе оценки полных геномов, разработка эффективных способов и цифровых методов мониторинга и управления генетическим полиморфизмом, высокоточных методов создания конкурентоспособных пород, типов, линий и кроссов сельскохозяйственных животных, птиц, рыб, пушных зверей, насекомых с высокими хозяйственно-полезными признаками [12].

С целью обеспечения здоровья животных в области ветеринарии одной из важнейших задач является создание национальной системы эпизоотического и эпидемического благополучия, диагностики и профилактики особо опасных, социально значимых болезней животных. В результате проведения фундаментальных исследований планируется создать эффективные методологию и методы оценки рисков возникновения и возможных масштабов поражения массивов животных особо опасными инфекционными болезнями и антропозоонозными гельминтозами, разработать систему управления и критерии комплексной оценки границ биологической опасности, предотвращения актов биотерроризма и определить пороги эффективности проводимых противоэпидемических мероприятий [13].

В соответствии со Стратегией пространственного развития России до 2030 года с прогнозом до 2036 года разрабатываются и внедряются системы рационального энергообеспечения сельскохозяйственных предприятий, в том числе на труднодоступных территориях. Создаются и активно применяются технологии и технические средства возобновляемой энергетики и биоэнергетики, рациональные системы энергоснабжения, энергосберегающее оборудование, используются децентрализованные источники энергоснабжения, цифровые системы управления энергоснабжением [14].

На новых технологических и организационных принципах формируются современные системы машин и технологий [15]. Создаются комплексы автоматизированной и роботизированной техники для растениеводства и животноводства, беспилотные летательные аппараты, используемые для мониторинга состояния сельскохозяйственных угодий и выполнения точных дифференцированных операций [16].

Персонализированное питание, новые подходы в организации здорового образа жизни ставят задачи получения пищевого сырья с целью выработки продукции заданного нутриентного состава, способов прижизненного обогащения животноводческого сырья эссенциальными нутриентами для повышения качества и биологической ценности продукции. Эти направления хранения и переработки сельскохозяйственной продукции и сырья развиваются благодаря ПФНИ [17].

Одна из важнейших научных задач в области формирования пищевых систем – трансформация сельскохозяйственного сырья на основе цифровых, геномных, протеомных, метаболомных технологий с использованием биоинформатики, нейросетевых технологий, структурно-параметрического моделирования для создания пищевых продуктов и функциональных ингредиентов.

В области экономики сельского хозяйства предусмотрены исследования по развитию агропромышленного комплекса на основе инновационных технологий и цифровой экономики в условиях нарастания в мире дезинтеграционных процессов. Большое внимание уделяется социальному развитию села и разработке механизмов повышения качества жизни сельского населения, земельным отношениям и управлению земельными ресурсами [18].

Ежегодно под научно-методическим руководством РАН проводятся научные исследования по всем основным направлениям фундаментальных исследований, обозначенных ПФНИ. В 2024 г. научно-исследовательскую работу выполняли 105 федеральных государственных бюджетных научных учреждений, подведомственных Минобрнауки России и Минсельхозу России, с участием 9051 научного работника (исследователи), в том числе 1679 докторов и 3010 кандидатов наук, 161 академика и 126 членов-корреспондентов РАН, 113 иностранных членов с правами и обязанностями, определёнными Уставом РАН.

Региональным аспектам агропроизводства посвящены исследования учреждений, расположенных в соответствующих регионах. Исследования ведутся в институтах, лабораториях, отделах, на опытных полях, селекционных питомниках, фермах, в вивариях, в том числе в рамках многофакторных полевых экспериментов, длительных стационарных опытов, с использованием фитотроннотепличных комплексов, теплиц, камер искусственного климата. В экспериментах используются современные молекулярно-генетические и биохимические методы, культура in vitro, световая микроскопия, идентификация рас фитопатогенов, фитопатологические тесты, информационный и системный анализ, математическое и компьютерное моделирование, геостатические методы и ГИС-технологии, статистические методы обработки экспериментальных данных. Производственные испытания результатов исследований проводятся в различных зонах страны на базе НИУ, крупных товарных предприятий и фермерских хозяйств, организаций с различной формой собственности.

При проведении исследований используются генофонд растительного, животного и микробиологического происхождения, уникальные научные объекты (ламинарии, ботанические сады, фитотроны, коллекции микро- и биопрепаратов, вирусов и др.), современное оборудование (лазерные, электронные и плазменные фотометры, инфракрасные анализаторы, комплексы ПЦР и ДНК-диагностики, ультрамикроскопы и т.д.). Это позволяет с высокой эффективностью выполнять фундаментальные исследования на уровне клеточных, биоинженерных, геномных и постгеномных, а также нанотехнологий. Благодаря этому в 2024 г. создано 229 новых высокоэффективных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, которые по урожайности и качеству продукции не уступают мировым аналогам, одна порода животных, 149 новых и усовершенствованных технологий и технологических процессов производства сельскохозяйственного сырья, 119 технологических способов и приёмов производства сельскохозяйственной продукции, 64 единицы машин, приборов и оборудования, 6 вакцин, диагностикумов, санитарно-гигиенических препаратов и дезинфицирующих средств. Получено 785 патентов Российской Федерации на изобретения и селекционные достижения.

Важная задача Отделения сельскохозяйственных наук РАН – подготовка новой генерации молодых учёных. В Федеральном научном агроинженерном центре ВИМ создана и результативно действует в течение нескольких лет непрерывная система подготовки молодых учёных на основе преемственности магистратура–аспирантура–докторантура. Уникальность этой системы определяют следующие факторы: наличие собственной стратегии подготовки именно научных сотрудников; согласованность магистерских и аспирантских учебно-исследовательских программ; современная учебно-исследовательская инфраструктура; ориентация на инновационное развитие науки в агропромышленном комплексе и смежных отраслях. Уже на стадии магистратуры молодёжь вливается в научные коллективы лабораторий и совмещает освоение образовательных программ с исследовательской деятельностью. Таким образом, в учреждениях ОСХН РАН, в первую очередь в Федеральном центре ВИМ, выстроена целостная непрерывная система профессионального образования и подготовки научных кадров, в том числе высшей квалификации. Разработанная в Центре ВИМ траектория становления молодого учёного позволила за последние семь лет подготовить около 200 магистров и молодых учёных, омолодить научный коллектив и увеличить количество защит кандидатских и докторских диссертаций в 3–4 раза [19].

About the authors

Yu. F. Lachuga

Department of Agricultural Sciences of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: akadema1907@mail.ru

академик РАН, член президиума РАН

Russian Federation, Moscow

Ya. P. Lobachevsky

Department of Agricultural Sciences of the Russian Academy of Sciences

Email: lobachevsky@yandex.ru

академик РАН, первый заместитель директора Федерального научного агроинженерного центра ВИМ

Russian Federation, Moscow

A. A. Alferov

Department of Agricultural Sciences of the Russian Academy of Sciences

Email: alferov72@yandex.ru

профессор РАН, заместитель академика-секретаря

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files