Альтернатива химическим пестицидам: КазНУ создает биопрепарат для естественной защиты растений

Как и во многих странах мира, сельскохозяйственное производство Казахстана сталкивается с необходимостью одновременного решения двух задач - надежной защиты агрокультур от вредителей и болезней и сохранения окружающей среды от техногенного загрязнения. Согласно «Концепции развития агропромышленного комплекса Республики Казахстан на 2021-2030 годы», одной из основных проблем растениеводства остается неразвитость органического земледелия, отстающего от лучшей мировой практики. В Казахстане растениеводство составляет почти 54% продукции сельского хозяйства, а по итогам 2023 года валовый выпуск продукции отрасли составил около 5,8 трлн тенге.

Цель проекта - разработка инновационной технологии биологической защиты сельскохозяйственных культур на основе применения микробных антагонистов и их метаболитов для оздоровления агроценозов, снижения пестицидной нагрузки и получения экологически безопасной продукции растениеводства. Уникальность проекта заключается в создании двух типов защитных биопрепаратов, обеспечивающих как превентивное, так и терапевтическое действие. Три разработанных способа применения биопрепаратов - обволакивание семян перед посевом, опрыскивание растений в разные фазы вегетации и внесение в почву в качестве прикорневой добавки - обеспечат высокую эффективность их использования.

Исследование охватывает три ключевых направления: оптимизацию условий роста штаммов-антагонистов и подбор методов выделения антифунгальных метаболитов; обнаружение и характеристику микробных метаболитов с антифунгальной активностью; получение и апробацию экспериментальных образцов микробных препаратов. Авторы проекта обладают коллекцией микроорганизмов-антагонистов: Talaromyces pinophilus T14, Beauveria bassiana Т7 и Т15, Jantinobacterium sp. Blue 1 и Lysinibacillus sp. S1, а также патентом на изобретение №34305 на штамм микромицета Beauveria bassiana T7, обладающий устойчивостью к тяжелым металлам.

В исследовании применяются культивирование на шейкере-инкубаторе, определение антифунгальной активности методами «колодцев» и «агаровых блоков», масс-спектрометрический анализ на хроматографе Agilent 6410, качественное определение сидерофоров на CAS-среде, а также статистическая обработка данных в программе STATISTICA 10. В качестве тест-культур будут использованы штаммы фитопатогенных грибов Fusarium graminearum, Fusarium culmorum, Fusarium sporotrichioides и Alternaria alternata, а модельным растением выступит ячмень.

По итогам проекта будет опубликовано не менее 3 статей в журналах, индексируемых в Web of Science или Scopus, получен не менее 1 патент на изобретение, а также опубликовано не менее 2 статей в журналах, рекомендованных КОКНВО. Эффективные штаммы-антагонисты будут депонированы в ТОО «Республиканская коллекция микроорганизмов». Разработанные биопрепараты позволят снизить дозы минеральных удобрений на 20-90% и уменьшить поражаемость растений инфекциями в 2-7 раз, что делает их ресурсосберегающей технологией с высоким потенциалом коммерциализации при отсутствии аналогов на отечественном рынке.

Рассчитанный на 36 месяцев (2025-2027 гг.) проект соответствует Цели устойчивого развития ООН №2 - ликвидация голода, обеспечение продовольственной безопасности и содействие устойчивому развитию сельского хозяйства, а также будет способствовать стимулированию экспортоориентированного производства и повышению конкурентоспособности агропромышленного комплекса Казахстана.