Отчет об итогах научной деятельности за 2020 год

ОТЧЕТ

Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр лубяных культур» (ФГБНУ ФНЦ ЛК) за 2020 год

1. Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр лубяных культур» выполняет фундаментальные научные исследования в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 годы по разделу Х Сельскохозяйственные науки, следующих подразделов:

139. Современная экономическая теория и принципы развития агропромышленного комплекса страны в условиях глобализации и интеграционных процессов в мировой экономике,

142. Фундаментальные основы создания систем земледелия и агротехнологий нового поколения, с целью сохранения и воспроизводства почвенного плодородия, эффективного использования природно-ресурсного потенциала агроландшафтов и производства заданного количества и качества сельскохозяйственной продукции;

148. Поиск, мобилизация и сохранение генетических ресурсов культурных растений и их диких родичей в целях изучения, сохранения и использования биоразнообразия форм культурных растений;

150. Фундаментальные основы управления селекционным процессом создания новых генотипов растений с высокими хозяйственно ценными признаками продуктивности, устойчивости к био- и абиострессорам;

151. Теория и принципы разработки и формирования технологий возделывания экономически значимых сельскохозяйственных культур в целях конструирования высокопродуктивных агрофитоценозов и агроэкосистем;

152. Актуальные проблемы создания систем мониторинга, прогноза и оценки фитосанитарного состояния агроландшафтов нового поколения в целях повышения эффективности проведения защитных мероприятий и снижения их затратности;

154. Молекулярно-биологические и нанобиотехнологические методы молекулярной селекции, ускоряющие целенаправленное создание новых форм, сортов и гибридов сельскохозяйственных культур с повышенной урожайностью и качеством продукции, устойчивостью к вредным организмам и неблагоприятным факторам среды;

156. Изучение, мобилизация и сохранение генетических ресурсов животных и птиц в целях использования их в селекционном процессе;

157. Теоретические основы молекулярно-генетических методов управления селекционным процессом с целью создания новых генотипов животных, птиц, рыб и насекомых с хозяйственноценными признаками, системы их содержания и кормления;

160. Молекулярно-биологические и нанобиотехнологические методы создания биопрепаратов нового поколения, технологии и способы их применения с целью борьбы с особо опасными инфекционными, паразитарными и незаразными болезнями животных;

162. Фундаментальные проблемы и принципы разработки интенсивных машинных технологий и энергонасыщенной техники нового поколения для производства основных групп продовольствия;

163. Развитие теоретических основ системного анализа трансформации биологических объектов сельскохозяйственного сырья и продуктов его переработки с целью создания инновационных технологий глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и производства пищевых продуктов.

2. В текущем отчетном году в ФГБНУ ФНЦ ЛК общее количество сотрудников – 313,4, в т.ч. 80,8 научных сотрудников, из них 12 докторов наук, 49 кандидатов наук; 1 член-корреспондент, 1 профессор РАН; 7,2 кол-во совместителей, средний возраст исследователей – 51,3; 20 - до 39 лет.

3. В ходе проведенных исследований получены следующие результаты:

По теме № 0477-2019-0005 «Разработать систему инновационных машинных технологий переработки лубяного сырья в технологических линиях предприятий по первичной переработке»:

– способ дозирования подачи льнотресты (Патент на ИЗ № 2728742);

– конструктивно-технологическая схема конвективной сушильной машины для стеблевой массы спутанных стеблей льна масличного, исходные требования на проектирование опытного образца, которые позволят создать энергосберегающую сушильную машину, обеспечивающую снижение энергозатрат на сушку в 1,5-2,0 раза;

– способ определения номера льнотресты и трепаного льна с использованием СМТ-500 для производственного применения;

– корректирующий коэффициент для прогнозирования выхода трепаного льна при переработке льнотресты в промышленном мяльно-трепальном агрегате АЛС-1;

– набор технического оборудования для универсальной линии первичной переработки конопли, параметры и режимы ее работы, обеспечивающей эффективную переработку коноплесырья в пеньку с требуемыми характеристиками при снижении металлоемкости на 20 % и затрат электрической энергии в 1,5-2,0 раза;

– новые знания о процессе комбинированной конвективно-инфракрасной сушки стеблевой спутанной массы льна масличного;

– научно-обоснованный способ прогнозирования выхода трепаного льна в промышленных линиях переработки.

По теме № 0477-2019-0006 «Провести научные исследования структурно-функциональных связей протеино-гликанового комплекса семян масличных культур с целью разработки продуктов функционального и специализированного назначения»:

– технология получения полисахаридного экстракта из семян льна, обеспечивающая содержание полисахаридов в целевом продукте не менее 89,0%, и получение целевых продуктов в виде мелкодисперсных порошков;

– экспериментальные данные по спектральному исследованию продуктов экстракции из расширенного сортового ассортимента семян льна;

– экспериментальные данные о высоких функциональных свойствах белкового концентрата и полисахаридного экстракта, в частности водоудерживающей способности – 4,5 г/г и 25,6 г/г, соответственно; жироудерживающей способности – 8,5г/10г и 8,0 г/10г, соответственно; эмульгирующей способности – 75% и 80%, соответственно, превышающие аналогичные показатели промышленных соевых белковых концентратов. Исследование модельных эмульсий с использованием гидроколлоидов семян льна показало, что они проявляли высокие эмульгирующие свойства повышающиеся при увеличении скорости и времени перемешивания; в растворе сахарозы и в подкисленной воде их эмульгирующие свойства соответствовали практически 100% эмульсии, которые проявляли стабильность в течение не менее 3 суток.

По теме № 0477-2019-0007 «Разработать наукоемкие машинные технологии и технические средства для возделывания льна и получения высококачественной льнопродукции, обеспечивающие машинно-технологическую модернизацию отрасли льноводства на инновационной основе»:

– игольчатая борона (патент РФ № 198968), обеспечивающая повышение надежности работы на 25-40% и снижение энергозатрат на 10-15%;

– научно обоснованная теоретическая модель поверхности почвенного слоя; элементы автоматизированной системы отслеживания положения рабочего органа с/х машин относительно поверхности почвы на основе усовершенствованного образа бесконтактного ультразвукового профилографа почвы; программное обеспечение автоматизированной разрывной машины для испытания волокон на прочность;

– конструкционно-технологическая схема фронтального теребильного аппарата с поперечными ленточно-дисковыми ручьями и видеоконтролем за технологическим процессом; научно обоснованные параметры и режимы работы агрегата, обеспечивающего повышение производительности в1,2 раза и сокращение потерь урожая на 10-15%;

– научно обоснованные параметры и режимы работы очесывающего рабочего органа для очеса стеблей льна на корню, обеспечивающие повышение чистоты очеса на 0,5-1,5%, уменьшение путанины в ворохе до 50%, повышение производительности до 30%;

– научно обоснованные параметры и режимы работы подбирающего аппарата двухкамерного рулонного пресс-подборщика лент льна с комбинированной системой прессования обеспечивающие повышение производительности на 15-25%;

– научно-обоснованная конструктивно-технологическая схема, параметры и режимы работы режущего аппарата для бесподпорного среза стеблей технической конопли, обеспечивающие повышение производительности в 1,2-2,5 раза, снижение энергозатрат 15%;

– опытный образец кондуктометрического влагомера льнотресты в рулонах;

–универсальная карусельная сушилка для сушки льновороха и других мелкосемянных культур: рапса, клевера, конопли, обеспечивающая повышение производительности сушки льновороха до 36% при меньших затратах топлива и электроэнергии, превышающая аналоги в 1,4 раза;

– экспериментальные данные по эффективности внекорневой подкормки растений льна долгунца боросодержащими соединениями, обеспечившими прибавку урожая: на 7.2-16.2% (льносолома), 26.4-56.9% (семена) и выхода льноволокна на 0.5 – 1.5%.

– экспериментальные данные реализации функционала информационно-аналитической системы управления растениеводством по дифференцированному внесению нормы удобрений на основе карт-заданий и электронных карт агрохимического обследования с применением электронных средств автоматики;

– получены математические модели зависимости показателей качества работы нового очесывающего устройства лент льна от скорости движения агрегата, обеспечившие увеличение чистоты очеса на 1,24%, снижение повреждения стеблей на 1,6%, повышение выхода длинного льноволокна на 3,6% по сравнению с серийным;

– экспериментальные данные инновационной машины для высокоэффективной очистки семян льна, обеспечивающей повышение чистоты семян льна на 2,3%-9,9% и получение семян мелкосемянных культур 1 класса (по чистоте).

По теме № 0477-2019-0008 «Разработать теоретические, методологические положения и практические рекомендации по формированию системы машин для возделывания, уборки и первичной переработки льна-долгунца»:

– разработаны и экономически обоснованы направления модернизации комплексов технических средств с использованием принципа дифференциации системы машин в льняной отрасли с применением новых технологических разработок;

– данные по оценке эффективности системы машин при использовании новых технических средств с применением универсальной методики расчета затрат на выполнение технологических операций при возделывании льна-долгунца.

По теме № 0477-2019-0009 «Научные основы разработки новых технологий селекционного процесса создания новых генотипов льна-долгунца, кормовых культур, медоносной пчелы с улучшенными сложными, экономически-значимыми свойствами, повышенной устойчивостью к био- и абиофакторам среды»:

– отобраны доноры ценных генов и полигенов (506 образцов) по отдельным или совокупным хозяйственно-ценным и биологическим признакам для повышения эффективности селекции льна-долгунца;

– новые знания о выделенных наиболее эффективных по продуктивности и качеству сортообразцах и сортах льна-долгунца с созданием для них оптимальных условий выращивания;

– новые знания о перспективных селекционных образцах козлятника восточного с высокой кормовой продуктивностью, устойчивостью к полеганию и эффективных микробиологических препаратов и штаммов на их продуктивность;

– экспериментальные данные о морфометрических и продуктивных признаках медоносных пчел для последующего возвратного скрещивания с целью создания новой линии с улучшением воспроизводительной способности у маток и увеличения продуктивности пчелиных семей;

– экспериментальные данные об эффективности применения БАД для повышения репродуктивной функции пчелиной матки и трутней.

По теме № 0477-2019-0010 «Разработать ресурсосберегающие агротехнологии различной интенсивности возделывания зерновых и кормовых культур нового поколения для производства высококачественной растениеводческой продукции и сохранения земельных ресурсов»:

– создан новый сорт яровой пшеницы - полба «Псковитянка»;

– патент на СД № 11199 рожь озимая Новая Эра от 15.07.2020 г.;

– экспериментальные данные об эффективности приемов и способов внесения комплексных удобрений, биологических и гуминовых препаратов на урожайность озимых культур (озимую пшеницу и озимую рожь);

– экспериментальные данные о продуктивности и хозяйственно-ценных признаках перспективных сортообразцов клевера лугового для разработки технологии его возделывания;

– новые знания о влиянии биологических и абио-факторов на рост и развитие растений полбы в условиях Северо-Запада РФ.

По теме № 0477-2019-0011 «Разработка и внедрение высокопродуктивного и экологически безопасного агрохозяйства на основе эффективного использования удобрений и биологически активных веществ нового поколения с целью сохранения почвенного плодородия и производства сельскохозяйственных культур высокой энергетической и питательной ценности с целью обеспечения реализации генетического потенциала животных»:

– получены уравнения регрессии, устанавливающие количественную зависимость результативных признаков (величины урожая льна-долгунца и картофеля) от изучаемых факторов (доз отдельных видов удобрений);

– наставление по повышению питательной и энергетической ценности новых гибридов и сортов кормовых культур, выращенных с использованием возрастающих доз минеральных и органических удобрений, а также различных биопрепаратов для обоснованного их применения в хозяйствах области с целью обеспечения реализации генетического потенциала животных;

– новые знания по оптимизации действия различных доз и сочетаний минеральных удобрений на урожайность и качество льна - долгунца и картофеля для усовершенствования технологии их возделывания;

– новые знания о влиянии биопрепарата на питательную и энергетическую ценность традиционных и перспективных кормовых культур для разработки наставлений по элементам технологии их возделывания с целью повышения продуктивности сельскохозяйственных животных при их дальнейшем скармливании в условиях Смоленской области.

По теме № 0477-2019-0012 «Разработать комплекс методических подходов по ведению племенного животноводства на основе использования достижений иммуногенетики, молекулярной генетики, современных методов селекции, направленных на повышение продолжительности продуктивной жизни животных, мониторинга инфекционных, незаразных и паразитарных заболеваний крупного рогатого скота и промысловых животных для сохранения и мобилизации собственных генетических ресурсов, устойчивых к заболеваниям и приспособленных к промышленной технологии производства молока»:

– программа селекции популяций бурой швицкой и сычевской пород с применением технологических и селекционных приемов;

– новые знания о генетических особенностях коров - долгожительниц сычевского и бурого швицкого скота, наследовании этого признака в связи с расщепляющимися наследственными факторами отцов, об уровне гетерозиготности для мобилизации генетических ресурсов комбинированных пород крупного рогатого скота.

– новые знания по незаразной и инфекционной ситуации в регионе с целью оздоровления крупного рогатого скота региона от лейкоза и снижения заболеваемости коров маститом, а также по паразитологической ситуации среди возбудителей паразитарных заболеваний диких копытных.

По теме № 0477-2019-0016 «Создать с использованием современных методов и генетического разнообразия культуры новые высокопродуктивные сорта льна-долгунца и льна масличного различного назначения, обладающие высокой устойчивостью к стрессовым абиотическим и биотическим факторам среды; усовершенствовать методы отбора оригинальных семян льна, провести оценку сортовых и посевных качеств семенного материала для проведения ускоренной сортосмены и устойчивого сортообновления»:

– ускоренные методы отбора растений по новым признакам – высоте и сроку зацветания в первичном семеноводстве льна-долгунца и льна масличного;

– коллекция ФГБНУ ФНЦ ЛК насчитывает 7062 образца, передано для научно-исследовательских целей в различные учреждения страны 44 коллекционных образца;

– «Коллекция микроорганизмов – возбудителей болезней льна» пополнилась 21 новым изолятом и штаммом фитопатогенных видов грибов, и в настоящее время включает 1319 патообразцов;

– выявлено из мирового генофонда льна 23 источника по отдельным и комплексу хозяйственно ценных признаков, устойчивости к стрессовым факторам среды; 17 генотипов льна масличного, обладающих эффективными генами устойчивости к фузариозному увяданию, 13 генотипов прядильного и масличного льна с высоким уровнем горизонтальной устойчивости к пасмо, 217 селекционных линии, обладающих комплексом хозяйственно ценных признаков;

– впервые в мировой практике с использованием метода гибридологического анализа показано, что устойчивость к нейтральной рН почвы у исследуемых генотипов прядильного и масличного льна контролируется одним доминантным геном;

– проведено культивирование в условиях in vitro различных по вирулентности штаммов гриба Colletotrichum lini Manns et Bolley; установлено, что наращивание биомассы, интенсивность роста гриба, а также токсичность культурального фильтрата данного гриба не зависит от вирулентности штамма;

– создан с использованием селекционно-генетической технологии и передан на Госсортоиспытание РФ среднеспелый высокопродуктивный сорт льна-долгунца Девиз, характеризующийся высоким качеством волокна (№ 12,6), устойчивостью к полеганию и трем наиболее вредоносным болезням, обладающий высокоэффективным геном устойчивости к фузариозному увяданию – Fu 6. Включен в Госреестр селекционных достижений РФ с 2020 года по Северо-Западному региону сорт льна-долгунца Факел;

– созданы: три конкурентоспособных донора устойчивости к фузариозному увяданию с различными высокоэффективными R-генами, в их числе донор льна-долгунца (Fu 8) и два донора двойного использования – волокно, семена (Fu 4); 16 селекционных номеров льна-долгунца, существенно превышающих стандарт по урожайности льносоломы и льносемян, обладающих высокими технологическими свойствами волокна и, соответственно, отвечающие требованиям текстильной отрасли, комплексноустойчивые к 2-3 болезням;

– получены экспериментальные данные для внесения изменения в действующий ГОСТ Р 52325-2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия» по показателю сортовой чистоты семян льна-долгунца категории ОС;

– проведена оценка сортовой (генетической) однородности 80 партий оригинальных семян 38 новых селекционных сортов и номеров льна-долгунца, созданных в НИУ РФ для подготовки технологического регламента по использованию их в первичном семеноводстве и селекции культуры;

– созданы партии обновленных семян новых сортов льна-долгунца Александрит, Надежда, Сурский, Цезарь, Полет и Факел общей массой 21,9 кг, полученных при отборе 171,8 тыс. типичных растений, а льна масличного сорта ЛМ 98 в количестве 8,7 кг при отборе 9,2 тыс. растений;

– получено 2 522,5 кг оригинальных семян льна-долгунца в питомниках 1 и 2 годов размножения.

По теме № 0477-2019-0017 «Разработать ресурсосберегающие, экологически безопасные специализированные технологии выращивания прядильного и масличного льна, обеспечивающие получение сырья с заданными качественными параметрами, организационно -экономический механизм модернизации производства в льняном подкомплексе»:

– агротехнология возделывания раннеспелого сорта масличного льна Уральский;

– технологические регламенты биологизированных мер защиты льна;

– система применение органических и минеральных удобрений в льняном севообороте;

– нормативы перевода (коэффициенты зачета) в волокно льнотресты сорта Сурский.

По теме № 0477-2019-0020 «Выделить перспективный селекционный материал с целью создания сортов ведущих полевых культур с высоким потенциалом продуктивности и качества продукции, устойчивых к абиотическим и биотическим стрессорам»:

– сорт озимой мягкой пшеницы Памяти Кривобочека;

– сорт пшеницы мягкой яровой Сенсей;

– сорт пшеницы мягкой яровой Наставник;

– сорт пшеницы мягкой яровой Экада 265;

– сорт пшеницы мягкой яровой Экада 282;

– сорт вайды красильной Арьяна;

– сорт сои Луция;

– сорт люцерны изменчивой Есения;

– новый селекционный материал для селекции конопли посевной, льна масличного, озимой и яровой мягкой пшеницы, сои, рыжика посевного, горчицы белой, сафлора красильного, нигеллы посевной, крамбе абиссинской, люцерны изменчивой, клевера ползучего.

По теме № 0477-2019-0021 «Разработать зональные технологии возделывания ведущих полевых культур для лесостепной зоны Среднего Поволжья, обеспечивающие реализацию потенциала сортов по урожайности и качеству»:

– приемы возделывания конопли посевной сорта Надежда среднерусского экотипа в условиях Среднего Поволжья, обеспечивающие увеличение урожайности на 20-25% с сохранением качественных показателей продукции;

– усовершенствованная технология создания сенокосно-пастбищных агрофитоценозов, обеспечивающая получение 25–30 т/га зелёной массы и 4–5 т/га кормовых единиц в условиях локального изменения климата;

– зональная ресурсосберегающая технология возделывания донника волосистого сорта Солнышко и донника белого сорта Алмаз на корм и семена;

– экспериментальные данные к разработке зональных технологий возделывания конопли посевной, льна масличного, масличных и эфиромасличных культур, многолетних трав.

По теме № 0477-2019-0022 «Передать для государственной экспертизы новые достижения в области селекции и семеноводства льна-долгунца, картофеля, клевера лугового и лядвенца рогатого, находящиеся по урожайности и качеству на уровне мировых стандартов или превосходящие их, а также разработать и внедрить приемы возделывания новых селекционных достижений вышеперечисленных культур для реализации их продукционного потенциала»:

– новый сорт клевера лугового Эльбрус передан в Госсорткомиссию на испытания;

– новые знания по комплексу хозяйственно-ценных признаков выделившихся сортономеров льна-долгунца, картофеля, клевера лугового и лядвенца рогатого для создания новых сортов и совершенствования схемы их первичного семеноводства; новые знания по оптимальным дозам удобрений для разработки технологий выращивания вышеперечисленных культур.

По теме № 0477-2019-0023 «Разработка и адаптация методов молекулярной селекции высокопродуктивных сортов льна и конопли с высоким качеством волокнистого сырья и устойчивостью к стрессовым факторам среды»:

– система SSR-маркеров для культуры льна (долгунец и масличный). Впервые разработана отечественная система генетической паспортизации сортов льна. Выбранная система маркеров позволила составить молекулярно-генетические формулы – «генетические паспорта» изученных сортов;

– представлена характеристика всех изученных полиморфных SSR-локусов 60 сортов льна-долгунца и 22 сортов льна масличного, включенных в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации;

– кластерный анализ на основе SSR-маркеров, указывающий на наличие родственных связей между сортами, созданными пространственно и временно отдаленными исследовательскими группами, согласуется с генеалогическими данными сортов, что указывает на объективность полученных результатов и возможность использования данных ДНК маркеров в процессе выбора форм для скрещивания;

– система ДНК-маркеров (SSR и SQAR) для культуры конопли посевной. Данная система позволяет разделять на молекулярном уровне генетический материал не только на уровне сорта, но и на уровне индивидуальных растений. Маркеры, входящие в систему, позволяют также определять хемотип даже индивидуального растения по каннабиноидному профилю, при использовании генетического материала из любой части растения, начиная от семян и заканчивая готовой продукцией. Разработанная система маркеров может быть в дальнейшем применена к изучению генетического разнообразия культуры конопли, генетической паспортизации сортов, входящих в Госреестр РФ, безопасному семеноводству.

4. Публикационная активность в 2020 г.

Общее кол-во публикаций	в том числе			Кол-во монографий	Публикации совместно с зарубежными учеными
	в системе Web of Science	Scopus	РИНЦ
205	6	14	205	1	1

5. Патентная деятельность в 2020 г.

Общее кол-во патентов	Получено патентов	Подано на регистрацию	Зарегистрировано в реестре гос.имущества	Поддерживаемые патенты	Лицензированные патенты
135	6	7	6	72	23

6. Количество сортов и гибридов в разрезе сельскохозяйственных культур, включенных в Госреестр

Культура	2018 г.	2019 г.	2020 г.
Лён-долгунец	3	1	1
Картофель	2
Рыжик яровой	1
Пшеница мягкая яровая		1
Нут		1
Клевер ползучий			1
Клевер луговой	1
Рожь озимая			1
Пшеница яровая полба			1