№ 3 (2025)

Для радикального повышения урожаев плодовых культур необходимы новые знания о защитно-приспособительных реакциях конкретных сортов к лимитам среды их выращивания. Цель исследований – разработка научных подходов к повышению урожаев сортов плодовых культур посредством получения знаний о степени их адаптивности к неблагоприятным температурным условиям зимне-весеннего периода на примере персика в Республике Кабардино-Балкария. Сопоставляли данные многолетних наблюдений о потерях урожаев трех сортов персика с минимальными температурами воздуха за период с 1985 по 2024 г. в Степной, Предгорной и Горностепной зонах садоводства республики. С использованием геоинформационных систем построены пространственно-временные сценарии и прогноз пригодности земель к 2040 г. при сохранении выявленных тенденций. Установлены критические значения минимальных температур сортов персика в фазы покоя (-20…-25 ℃), набухания (-15…-20 ℃) и распускания (-7…-13 ℃) цветковых почек, появления лепестков (-6…-9 ℃), цветения (-2…-3,5 ℃) и вероятность проявления их губительного действия на урожай. Несмотря на отмечаемые изменения климата в сторону повышения средних температур воздуха, в последние десятилетия в целом на территории республики увеличивается вероятность проявления критических для персика температур воздуха, особенно в горах и предгорьях. Совместный анализ созданных карт пригодности земель для выращивания персика по состоянию на 2024 г. и прогнозных сценариев на 2040 г. позволяет выделить земли, пригодность которых при сохранении существующих трендов не изменится, либо улучшится до приемлемых значений, либо останется низкой и даже ухудшится. Предложенный подход позволяет планировать размещение сортов многолетних плодовых культур с учетом глобальных изменений климата. При этом следует отметить, что в его рамках учитываются только тренды изменения критических температур зимне-весеннего периода на различных высотах местности.

Исследование проводили в 2022–2024 гг. в Кировской области с целью выделить новый исходный материал для селекции на основе изучения генотипических особенностей коллекционных образцов ярового ячменя, проявляющихся в реакции морфологических признаков на изменение плотности посева. Объект изучения ‒ 31 образец ячменя (Hordeum vulgare L.). Схема опыта включала варианты с нормой высева 5,0 млн шт./га (контроль) и 7,0 млн шт./га. Почва – дерново-подзолистая среднесуглинистая. Погодные условия лет исследования варьировали от засушливых (ГТК = 0,73) в 2024 г. до избыточного увлажнения (ГТК = 2,03) в 2022 г. В среднем за годы изучения к уборке в контроле сохранялось 411 шт./м² (93 %), в экспериментальном варианте – 585 шт./м² (92 %). Метеорологические условия воздействовали на изменение урожайности, длину и озерненность колоса, продуктивность колоса и растения (доля вклада 43,6…69,3 %). Норма высева повлияла на количество сохранившихся к уборке растений и продуктивный стеблестой (16,8…27,9 %). В среднем по годам и выборке образцов с увеличением густоты посева отмечено достоверное снижение общей (на 0,16) и продуктивной (на 0,11) кустистости, длины колоса (на 0,2 см), количества колосков (на 0,8 шт.) и зерен (на 0,7 шт.) в колосе, массы зерна с растения (0,06 г). Выделены образцы Салаир, Radegast, Л-223/15 и Л-209/11, у которых при увеличении густоты посева урожайность достоверно увеличилась на 165…243 г/м², масса зерна с растения – на 0,28…0,68 г и масса 1000 зерен – на 2,4…4,0 г.

Исследования проводили с целью определения особенностей развития эксплантов сортов и образцов лаванды в процессе длительного сохранения in vitro при разных условиях (в темноте или при слабом освещении) и последующего возобновления роста, а также оценки их генетической стабильности. В качестве исходного материала использовали сорта и образцы Lavandula angustifolia Mill. – Степная, Синева, Вдала, Волна, Крымчанка, Галлея, № 12-95, № 372-44, Д-356. Развитие эксплантов (сегментов стебля с узлом) анализировали после 6, 9, 12 месяцев депонирования при 6…8 °C в темноте и при освещенности 150…300 лк, а также после их отрастания in vitro при 24…26 °C и освещенности 2…3 клк. Число жизнеспособных эксплантов после года хранения в условиях освещения (20,8…63,3 %, в зависимости от генотипа) было выше, чем в темноте (16,3…38,9 %). Анализируемые параметры сильно варьировали в зависимости от сорта и образца. В процессе депонирования отмечали до 44,5…49,8 % эксплантов, у которых формировались побеги. Число жизнеспособных эксплантов при возобновлении роста культур после года хранения при освещении в первом субкультивировании достигало 85,5…98,5 %, а без освещения – всего 30,0…60,0 %. При этом морфометрические параметры и коэффициенты размножения были сопоставимы с таковыми при клональном микроразмножении. На примере сортов Степная, Синева, Вдала с использованием 7 молекулярно-генетических маркеров (RAPD и ISSR) установлено отсутствие генетической дивергенции после года хранения in vitro, по сравнению с исходными растениями. В результате исследований оптимизированы режимы депонирования лаванды (освещение, длительность хранения и последующего отрастания), а также показано сохранение генетической стабильности.

Полевые и лабораторные исследования проводили в 2023 г. с целью оценки изменений состава микробных сообществ дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы при выращивании различных культур в звене севооборота со следующим чередованием культур: горчица – озимая пшеница – ячмень. Такая последовательная ротация культур выбрана для базовой оценки динамических преобразований структуры микробиологических сообществ почвы, обусловленных возделыванием различных сельскохозяйственных культур. Микробное сообщество в почвенных образцах, отобранных через 1, 2 и 3 года после запашки сидеральной массы, анализировали посредством ампликонного секвенирования гена 16S рРНК бактерий и архей. При попарном сравнении микробных сообществ почвы из-под различных культур наибольшее в опыте число достоверно изменяющихся таксономически значимых групп микроорганизмов (55) обнаружено в почве из-под озимой пшеницы и горчицы. При анализе почвы из-под ячменя и горчицы количество специфичных таксонов уменьшалось вдвое (до 24). Почвы, занятые пшеницей и ячменем, были практически идентичны по составу доминирующих таксонов бактерий. Наиболее выраженные изменения отмечали среди представителей археи типа Crenarchaeota, относящихся к классу Nitrososphaeria. Отдельные таксоны этого класса продемонстрировали высокую специфичность в отношении агроэкологических условий возделывания зерновых культур и горчицы. Сидерация оказывает минорное влияние на состав микробного сообщества, по-видимому, в первую очередь на уровне изменения численности отдельных бактериальных таксонов.

Исследования проводили в условиях племрепродуктора с целью изучения показателей молочной продуктивности, качества молока и выработанных из него продуктов коров красной степной породы различной линейной принадлежности для дальнейшего применения в селекционно-племенной работе. Для постановки научно-хозяйственного опыта были сформированы три группы первотелок линий Андалуза 578, Цирруса 16497 и Фрема 17291 по 10 голов в каждой. Наибольшая молочная продуктивность отмечена у коров линии Фрема 17291–6537 кг за 305 дней лактационного периода, что больше, чем у животных линии Андалуза 578, на 108,8 кг, или 1,7 % (Р ≥ 0,99), линии Цирруса 16497 – на 243,7 кг, или 3,9 % (Р ≥ 0,99). Самым высоким содержанием белка и лактозы характеризовалось молоко животных линии Цирруса 16497; сухих веществ и СОМО – коров линии Фрема 17291; массовая доля жира во всех образцах была одинаковой и составляла в среднем 3,9 %. Наибольший валовый выход молочного жира и белка за изучаемый период отмечен у коров линии Фрема 17291, у которых величины этих показателей были выше, чем у животных линии Андалуза 578, соответственно на 1,7 % и 1,9 %, по сравнению с первотелками линии Цирруса 16497, – на 3,9 % и 3,6 %. Образцы кисломолочного продукта, выработанного из продукции исследуемых животных по традиционной технологии, отличались высоким содержанием жира (3,9 %) и белка (3,21…3,23 %), что обусловлено характеристиками используемого сырья. Анализ аминокислотного состава образцов продукта показал отсутствие лимитирующих аминокислот во всех исследуемых образцах, что свидетельствует о полноценности белкового компонента молока. Наибольшее количество незаменимых аминокислот (1542 мг/100 г) отмечено в образце, выработанном из молока коров линии Фрема 17291.

Представлена научно-техническая продукция за отчетный 2024 г. агроинженерных научных учреждений Министерства науки и высшего образования и Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, находящихся под научно-методическим руководством Отделения сельскохозяйственных наук РАН по фундаментальным, поисковым фундаментально ориентированным прикладным научным исследованиям в области развития энергоресурсосберегающих экологически безопасных машинных технологий, роботизированной техники и цифровых систем для производства высококачественной и конкурентоспособной продукции растениеводства и животноводства; энергообеспечения, энергосбережения, возобновляемой и альтернативной энергетики в агропромышленном комплексе Российской Федерации; технологий и автоматизированных средств технического сервиса, восстановления и повышения надежности техники с применением нанотехнологий, поликомпозитных и наноматериалов. Востребованность и актуальность результатов исследований научных агроинженерных учреждений подтверждает заинтересованность в новых разработках сельхозтоваропроизводителей и организаций разных форм собственности аграрной отрасли страны.

Исследования проводили с целью определения возможности снижения общей энергоемкости процесса конвективной сушки товарного зерна на промышленных установках шахтного и барабанного типов производительностью от 2 до 50 т/ч по готовому продукту за счет применения малых доз микроволновой энергии, действующей на продукт перед засыпкой в сушильную камеру зерносушилок. Эксперименты выполняли в 2024 г. в ФГБОУ ВО «РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева». Объектом исследования служила экспериментальная установка сушки с последовательным действием на продукт микроволнового излучения и конвективной тепловой энергии. Критерием энергоэффективности служило потребление энергии за единицу времени. В качестве продукта использовали семена пшеницы и ржи разной толщиной слоя в лотках «прозрачных» для микроволновой и конвективной тепловой энергии. Лотки располагались на цепном транспортере и перемещались посредством электропривода последовательно через камеру микроволнового нагрева на базе желобкового волновода, в который с двух сторон подавалась СВЧ-энергия от двух магнетронных источников, работающих в импульсном режиме в противофазе. После этого лотки перемещались в камеру конвективного обдува, где на продукт снизу подавался теплый воздух, имитируя режим конвективной сушки на промышленных установках. В первой серии экспериментов продукт массой 3 кг, влажностью 28…32 % и толщиной слоя 4 см помещался только в камеру конвективного обдува, где высушивался до 12 %, что соответствует ГОСТу на хранение зерна. Влажность зерна определялась термогравиметрическим способом. Для определения энергозатрат на сушку была проведена серия экспериментов. В ходе них была установлена мощность калорифера, которая составила 5 кВт. Затем были определены время сушки и энергоемкость процесса, которая составила от 8,5 до 9,5 кВт в час на килограмм испаряемой влаги. В следующей серии экспериментов на аналогичную навеску зерна воздействовали сначала микроволновым излучением на уровне 1…5 % от конвективной тепловой энергии. Затем лоток с продуктом перемещался на транспортере в камеру конвективного обдува, где происходило досушивание до 12 % влажности зерна. На основе построенных зависимостей снижения массы продукта за время сушки рассчитывалась суммарная энергоемкость, которая составила при добавлении 1 % СВЧ-мощности от тепловой в процесс сушки, от 6,8 до 7,8 кВт∙ч/кг по испаренной влаге и при 5 % – от 6,2 до 7,0 кВт∙ч/кг. Таким образом, в среднем снижение энергопотребления составило 19…27 %. Выявленный эффект при добавлении малых доз микроволновой энергии в процесс сушки зерна свидетельствует о перспективности использования маломощного микроволнового излучения на установках промышленной сушки зерна.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью расширения ассортимента конкурентоспособных спиртных напитков, обладающих оригинальными органолептическими свойствами и обеспечивающих эффективное импортозамещение. Полученные ранее результаты по применению жмыха черной смородины в технологии приготовления зерно-фруктового сусла выявили сложности совместной переработки сырьевых составляющих и показали необходимость их раздельной подготовки с последующим соединением на стадии осахаривания и протеолиза. Практически отсутствуют данные о влиянии особенностей биохимического состава зерно-фруктового сусла на рост и метаболизм дрожжевых клеток. Цель исследований состояла в разработке условий совместной переработки зерна пшеницы и жмыха черной смородины для получения сусла, обеспечивающего повышение эффективности процессов генерации дрожжей, синтеза этанола и летучих метаболитов. Предварительная подготовка жмыха для достижения поставленной цели предусматривала обработку ферментами ксиланолитического действия с последующей пастеризацией и подщелачиванием до рН 4,5. Использование ферментированного жмыха (рН 4,5) при совместном приготовлении сырьевых компонентов пшенично-черносмородинового сусла способствовало снижению его вязкости в 1,7 раза, увеличению концентрации растворимых углеводов с 22,0 до 25,1 %, повышению содержания фенольных веществ практически в 2 раза. Особенности состава пшенично-черносмородинового сусла оказали положительное воздействие на процессы метаболизма дрожжей и спиртового брожения, что привело к увеличению выхода спирта на 22…27 %, снижению уровня образования вторичных метаболитов на 10…17 %, в основном благодаря снижению синтеза высших спиртов. Одновременно возросла концентрация сложных эфиров (на 29…38 %), которые могут влиять на появление оригинальных оттенков в аромате и вкусе дистиллятов. Разработана принципиальная схема комплексной переработки зерна пшеницы и черносмородинового жмыха в технологии зерно-фруктовых дистиллятов с оригинальными свойствами.