Инновационные биопроизводства для повышения эффективности развития агропромышленного комплекса России тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.06, кандидат наук Беро, Иван Леонтьевич

• Беро, Иван Леонтьевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Беро, Иван Леонтьевич

СОДЕРЖАНИЕ Стр.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 5

1.1. Актуальность работы 5

1.2. Цель и задачи исследований 8

1.3. Научная новизна 9

1.4. Практическая значимость работы 10

1.5. Основные положения диссертации, выносимые на защиту И

1.6. Апробация работы 12

1.7. Публикации 12

1.8. Объем и структура диссертации 12

1.9. Личный вклад автора 12

1.10. Благодарности 13

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 14

2.1. Развитие биотехнологии на современном этапе жизнеобеспечения общества 14

2.2. Тенденции развития биотехнологии в сельскохозяйственном производстве 31

2.3. Биопрепараты для животноводства 34

2.4. Биотехнология для решения проблемы обеспечения кормовой базы животноводства 42

2.5. Биотехнология в решении экологических проблем 52

2.6. От биотехнологии к биоэкономике 60

3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 80

3.1. Материалы и методы 80

3.2. Результаты собственных исследований 88

3.2.1. Анализ динамики изменения поголовья сельскохозяйственных животных, оценка емкости рынка и прогноз предполагаемой потребности животноводства в биотехнологических препаратах 88

3.2.1.1. Животноводство 89

3.2.1.2. Производство лекарственных средств (ЛС) для ветеринарии 98

3.2.2. Анализ состояния пахотных земель России, оценка спроса и прогноз предполагаемой потребности в биопрепаратах для растениеводства 108

3.2.2.1. Пахотные земли 108

3.2.2.2. Микробиологические препараты для оздоровления почв и защиты растений 115

3.2.3. Разработка гибких блочно-модульных технологических линий для производства биопродуции 120

3.2.4. Совершенствование промышленных технологий производства препаратов разных групп для ветеринарии 132

3.2.4.1. Производство вирусных вакцин 133

3.2.4.2. Производство бактерийных вакцин 141

3.2.4.3. Производство антигенов диагностических 153

3.2.4.4. Производство ферментных препаратов и биологически активных веществ 159

3.2.4.5. Общее количество технологий 173

3.2.5. Экология биотехнологических процессов производства биопрепаратов 174

3.2.5.1. Очистка сточных вод 174

3.2.5.2. Тест-контроль функционирования системы очистки с помощью микрофлоры активного ила 177

3.2.5.3. Биоиндустриальная переработка твердых отходов животноводства и перерабатывающих отраслей АПК в компосты 184

3.2.6. Разработка исходных данных для проекта типовой структуры биозавода на модульной основе 188

3.2.7. Прогнозируемые объемы и экономическая эффективность промышленного производства биопродукции для животноводства и растениеводства 193

3.2.8. Разработка Проекта рекомендаций по организации биопроизводств в регионах РФ и Концепции регионального

развития и научного обеспечения биологических производств средств повышения плодородия почв, защиты растений, увеличения продуктивности животных, экологической и продовольственной безопасности» 224

4. ОБСУЖДЕНИЕ 234

5. ВЫВОДЫ 250

6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 254

7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 255

8. ПРИЛОЖЕНИЯ 274

П:

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Инновационные биопроизводства для повышения эффективности развития агропромышленного комплекса России»

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность проблемы. В наступившем столетии ключевую роль в развитии научно-технического прогресса играет биотехнология. Биотехнология - это управляемое получение полезных для народного хозяйства продуктов с помощью биологических агентов: бактерий, вирусов, клеток животных и растений, а также с помощью внеклеточных веществ и компонентов клеток, улучшение кормов для животноводства, способствующее увеличению выхода продукции (Работнова И.А. 1957, 1974, 1976; Печуркина Н.С. 1978; Помозговая И.Н. 1979; Дьяконов Л.П. 1998; Сергеев В.А. 1983; Бекер М.Е. 1978; Кофаров В.В. 1979; Басникьян И.А. 1992; Бирюков В.В. 1985; Рубан Е.А. 1995, 2000, 2008 гг.; Самуйленко А.Я. 2000, 2008; Калунянц К.А. и др., 1987г.).

Доля Российской Федерации (РФ) в мировом объеме производства биотехнологической продукции (160 млрд. долларов в 2010 году) и в настоящее время составляет менее 1%. Объем отечественного производства биотехнологической продукции для животноводства составляет 2,6 млрд рублей. В основном это: 63% - производство белка кормового микробиологического, 20% - производство аминокислот; 13% - кормовые добавки. Доли других сегментов рынка биотехнологических препаратов для сельского хозяйства существенно ниже. В целом по всему спектру биотехнологической продукции в России существует более чем 80%-ная зависимость от импорта биопрепаратов для сельского хозяйства.

В «Концепции развития аграрной науки и научного обеспечения агропромышленного комплекса РФ на период до 2025 года» отмечено, что темпы роста агропромышленного производства являются недостаточными для его ускоренного развития.

Государственной программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 годы, при-

нятой в 2007 году, были определены основные направления и условия достижения прогнозируемых показателей сельскохозяйственного производства. Важным условием увеличения производства продуктов животноводства и повышения уровня земледелия является освоение новых промышленных инновационных технологий изготовления биологических препаратов, спрос на которые постоянно повышается. При этом следует иметь в виду, что получение продукта биотехнологическим путем является единственной экологической альтернативой. Такие выдающиеся отечественные ученые как Ю.А.Овчинников, К.Г.Скрябин, М.П. Кирпичников, А.Я.Самуйленко, И.А.Тихонович, Р.Ф.Попов, Р.Ф.Василов, А.А.Завалин, Р.В.Петров, С.Г.Колесов и многие другие внесли неоценимый вклад в развитие российской биотехнологии.

Отечественная аграрная наука располагает разработками в этих направлениях, как на уровне НИОКР, так и пилотных технологий, однако для их внедрения требуется более тесная координация научных разработок в области промышленной биотехнологии, модернизация предприятий по выпуску биологической продукции и создание региональных биологических предприятий для приближения производства к ее потребителям.

Особое внимание при разработке биотехнологий необходимо уделять процессам крупномасштабного культивирования вирусов и бактерий в биореакторах различных конструкций, специализированных для культивирования клеток животных на микроносителях и в суспензии, для периодического и непрерывного культивирования микроорганизмов, а также иммобилизованных клеток и клеточных линий в суспензии (Рубан Е.А., Раевский A.A., Соловьев Б.В., 1985-2000; Тихонов И.В. с соавт., 2008).

Большое значение имеет разработка технологии продуктов на основе сырья природного происхождения - отходов пищевой и сельскохозяйственной промышленности, которые не уступают по качеству препаратам-аналогам ведущих зарубежных фирм и могут применяться как самостоятельные препараты (например, лечебно-профилактические и кормовые добавки), так и в ка-

честве материалов, используемых в биотехнологических процессах в качестве основы питательных и защитных сред, ферментных комплексов и т.д. (Ал-булов А.И., Фролова М.А., 2012; Римарева JI.B., 2008; Воробьева Г.И. с со-авт., 2005).

В настоящее время в РФ потребность промышленности в ферментных препаратах удовлетворяется за счет импорта (более чем на 90%).

Перспективными являются разработки биотехнологии, исключающие вредное воздействие на природную среду сточными водами и их осадками, что достигается использованием высокоэффективной технологии аэробной очистки сточных вод, основу которой составляет комплексное использование продленной аэрации смеси сточной воды и активного ила в оптимальных режимах роста биомассы (Самуйленко А .Я., Денисов А. А., 1992-2012гг.).

Освоение результатов отечественных биотехнологических разработок позволяет предприятиям значительно расширить ассортимент, повысить качество, эффективность выпускаемой продукции, то есть конкурентоспособность. Актуальность данной работы определена современными взглядами на качество продукции, изложенными в Федеральных Законах и национальных стандартах РФ (№61-ФЗ «Об обращении лекарственных средств» от 12.04.2010г.; №184-ФЗ «О техническом регулировании» от 15.12.2012г.; ГОСТ Р 52249-2009 «Правила производства и контроля лекарственных средств» и др.); обязательным внедрением на предприятиях биологической промышленности Правил GMP (Good Manufacturing Practice), а также в связи с вступлением Российской Федерации в ВТО.

Степень разработанности проблемы

На современном этапе текущее состояние биотехнологии в РФ характеризуется следующими моментами: отставанием объемов производства от уровня и темпов роста в странах - технологических лидерах данной области; возрастающим спросом на биотехнологическую продукцию со стороны потребителей внутри страны; высокой импортозависимостью по важнейшим традиционным биотехнологическим продуктам - лекарственным препаратам

и кормовым добавкам; отсутствием на российском рынке собственной инновационной биотехнологической продукции.

Использование отечественных разработок биотехнологии позволит перевести производство широкого спектра биопрепаратов сельскохозяйственного назначения на современный инновационный уровень, унифицировать технологии на модульной основе с использованием современного оборудования и средств механизации, максимально приблизить их производство к потребителю.

1.2. Цель и задачи исследований. Цель исследований - научно обосновать пути реализации и внедрения инновационных отечественных промышленных биопроизводств для нужд ветеринарии, животноводства и земледелия, как основы повышения эффективности аграрно-промышленного комплекса Российской Федерации.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- оценить емкость рынка биотехнологических препаратов для сельскохозяйственных отраслей АПК (животноводство и растениеводство) и дать прогноз предполагаемого объема их потребления;

- обосновать возможность использования унифицированной современной технологической блочно-модульной линии производства биопродукции для нужд АПК РФ;

- усовершенствовать промышленные технологии экологически безопасного производства биологических препаратов разных групп для ветеринарии;

- разработать биоиндустриальные схемы очистки жидких и переработки твердых отходов производства с учетом специфики регионов страны;

- разработать исходные данные для проекта типовой структуры биозавода модульного типа с гибкими универсальными технологическими линиями по производству биопродукции;

- экономически обосновать интегрированные возможности использования продукции региональной биопромышленности для повышения эффективности АПК РФ;

- разработать Проект рекомендаций по организации биозаводов в регионах РФ;

- разработать «Концепцию научного обеспечения создания и развития региональных биологических предприятий по производству препаратов для защиты животных, растений и средств, повышающих эффективность функционирования агропромышленного комплекса Российской Федерации».

1.3. Научная новизна. Впервые в РФ проведен анализ функционирующих производств биопродукции для нужд АПК (биологическое сырье, препараты для ветеринарии и животноводства, оздоровления почвы, защиты растений), оценена емкость рынка и дан прогноз предполагаемого объема потребления вышеуказанной продукции.

Для оснащения биологических предприятий страны, производящих различные биологические средства для ветеринарии и животноводства, оздоровления почв и защиты растений, обеспечивающие экологическую и продовольственную безопасность, предложены гибкие блочно-модульные линии. Разработаны исходные данные для проекта типовой структуры биозавода на модульной основе.

С использованием пилотной технологической блочно-модульной линии опытного производства ВНИТИБП усовершенствованы технологии:

- производства биопрепаратов для животных: Патент РФ «Вакцина анти-рабическая сухая для крупного и мелкого рогатого скота» № 2402348 приор, от 13.05.2009г. (в соавторстве) и Патент РФ «Способ получения вакцины против аэромоноза рыб» № 2431664 приор, от 07.06.10г. (в соавторстве);

- переработки биосырья: Патент РФ «Способ получения биологически активной пищевой добавки из перепелиных яиц и биологически активная пищевая добавка из перепелиных яиц» № 2406412 приор, от 19.02.09г. (в соавторстве), Патент РФ «Способ получения трипсина» № 2403285 приор, от

04.06.09г. и Патент РФ «Способ иммобилизации фермента» №2497936 приор, от 17.06.10г. (в соавторстве).

Определены и научно обоснованы интегрированные количественные показатели необходимых мощностей биопроизводств по регионам для страны в целом и дана оценка прогнозируемой экономической эффективности биопромышленности для нужд АПК РФ.

Разработаны:

- Проект рекомендаций по организации биозаводов в регионах РФ;

- Бизнес-план биозавода (базовая финансовая модель);

- «Концепция научного обеспечения создания и развития региональных биологических предприятий по производству препаратов для защиты животных, растений и средств, повышающих эффективность функционирования агропромышленного комплекса Российской Федерации».

1.4. Практическая значимость. Разработаны и внедрены на опытном производстве ВНИТИБП и ЗАО «Биопрогресс» промышленные технологии, нормативная и технологическая документация производства следующих биологических препаратов:

- вакцина инактивированная против аэромоноза рыб (Технологический регламент производства утвержден директором ГНУ ВНИТИБП, декабрь 2010г.);

- вакцина антирабическая сухая для крупного и мелкого рогатого скота (Технологический регламент производства утвержден директором ГНУ ВНИТИБП 11.06. 2012г.);

- трипсин сухой для вирусологических целей (Технологический регламент производства утвержден директором ГНУ ВНИТИБП 11.05. 2012г.);

- биологически активная пищевая добавка из перепелиных яиц (Технологический регламент производства утвержден директором ГНУ ВНИТИБП 10.04.2012г.).

Результаты проведенных исследований использованы на Армавирской и Ставропольской биофабриках, Щелковском биокомбинате при перепроекти-

ровании технологических линий по производству различных ветеринарных препаратов.

Проведен анализ потребности в биологических препаратах сельскохозяйственных отраслей АПК (животноводство и растениеводство), определены количественные показатели необходимых мощностей биозаводов по регионам (на примере Воронежской области и республики Марий Эл) и по стране в целом.

Получены исходные данные для проекта типовой структуры биозавода модульного типа с гибкими универсальными технологическими линиями.

Разработан Проект рекомендаций по организации биозаводов в регионах РФ.

Результаты работы использованы для обоснования разработанной во ВНИТИБП и одобренной Президиумом Россельхозакадемии (протокол №4 от 21.04.2011г.) «Концепции научного обеспечения создания и развития региональных биологических предприятий по производству препаратов для защиты животных, растений и средств, повышающих эффективность функционирования агропромышленного комплекса Российской Федерации».

1.5. Основные положения диссертационной работы, которые выносятся на защиту:

- анализ емкости рынка биотехнологических препаратов для сельскохозяйственных отраслей АПК (животноводство и растениеводство) и прогноз предполагаемого объема их потребления;

- обоснование возможности использования унифицированной современной технологической блочно-модульной линии производства биопродукции для нужд АПК РФ;

- усовершенствованные промышленные технологии экологически безопасного производства биологических препаратов разных групп для ветеринарии;

- биоиндустриальные схемы очистки жидких и переработки твердых отходов производства с учетом специфики регионов страны;

- исходные данные для проекта типовой структуры биозавода модульного типа с гибкими универсальными технологическими линиями по производству биопродукции;

- экономическое обоснование интегрированных возможностей использования продукции региональной биопромышленности для повышения эффективности АПК РФ;

- Проект рекомендаций по организации биозаводов в регионах РФ;

- «Концепция научного обеспечения создания и развития региональных биологических предприятий по производству препаратов для защиты животных, растений и средств, повышающих эффективность функционирования агропромышленного комплекса Российской Федерации».

1.6. Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на Ученом Совете ВНИТИБП (2009-2012 гг.); Международных научно-практических конференциях «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов» (2009 и 2012 гг.); на расширенном президиуме РАСХН по биотехнологии (2010 г.); на заседаниях отделения ветеринарной медицины РАСХН (2010 - 2011 гг.); на Президиуме РАСХН (2010 г.).

Научная разработка вакцины против аэромоноза рыб награждена серебряной медалью выставки «Золотая осень - 2012».

1.7. Публикации результатов исследований. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 17 статьях в изданиях по перечню, рекомендованному ВАК Минобрнауки РФ для публикации материалов докторских диссертаций. По результатам исследований получено 5 патентов и опубликовано 6 монографий (в соавторстве). Общее количество опубликованных научных работ по теме диссертации - 47.

1.8. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена в 8 главах на страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 40

таблицы 3 приложения. Библиография включает 310 литературных источников.

1.9. Личный вклад автора заключается в формулировании проблемы, постановке цели и задач исследований, методологическом обосновании путей решения поставленных задач, непосредственном планировании экспериментов и выполнении исследований, обобщении и интерпретации результатов, разработке нормативной документации.

1.10. Автор выражает признательность академику РАСХН А .Я. Самуй-ленко за научно-методическую помощь в организации и проведении исследований.

Искреннюю благодарность за руководство НИР и ОКР, а также за практическую и консультативную помощь в выполнении некоторых разделов диссертации автор приносит A.A. Раевскому, Т.А. Ломакиной, А.И. Албу-лову, М.А. Фроловой, Е.Э. Школьникову, Л.Б. Соловьеву, И.Н. Матвеевой, B.C. Иванову, Н.М. Пуховой, Н.Д. Скичко, В.В Калашникову, И.А. Тихоновичу.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Развитие биотехнологии на современном этапе жизнеобеспечения общества.

Биотехнология - это целенаправленное получение ценных для народного хозяйства и различных областей человеческой деятельности продуктов, в процессе которого используется биохимическая деятельность микроорганизмов, изолированных клеток или их компонентов [83,169, 233, 250].

Сегодня продукты биотехнологии и/или биотехнологические процессы используются в таких важных отраслях народного хозяйства как медицина, пищевая промышленность, сельское хозяйство, химическая и химико-фармацевтическая промышленность, экология, энергетика, нефтедобыча, получение металлов, биоэлектроника. В медицине это получение антибиотиков, гормонов, вакцин, ферментов, диагностических систем, новейших лекарств от гепатитов, рака, СПИДа, диабета и др.; в сельском хозяйстве - кормового белка, аминокислот, средств защиты растений и животных, генно-модифицированные продуктов и др.; в пищевой промышленности - дрожжей, спирта, сиропов и др.; в химическом производстве - полисахаридов, ферментов, биодеградируемых полимеров, биокатализаторов, реагентов для химических процессов на основе биоресурсов; в энергетике - биотоплива (биоэтанол, биобутанол, биогаз, биодизель); в экологии - для биоремедиа-ции, сохранения биоразнообразия [185,135, 299].

Генетическая и клеточная инженерия, которые относятся к новой биотехнологии, создали возможность изменения наследственного аппарата организмов и тем самым приблизили нас к «управлению» деятельностью живых существ, о чем так много говорили в прошлом [26].

Передовые биотехнологии способны играть существенную роль в улучшении качества жизни и здоровья человека, обеспечении экономического и социального роста государств (особенно в развивающихся странах). С помощью биотехнологии могут быть получены новые диагностические средства,

вакцины и лекарственные препараты. Биотехнология может помочь в увеличении урожайности основных злаковых культур, что особенно актуально в связи с ростом численности населения Земли. Во многих странах, где большие объёмы биомассы не используются или используются не полностью, биотехнология могла бы предложить способы их превращения в ценные продукты, а также переработки с использованием биотехнологических методов для производства различных видов биотоплива. Кроме того, при правильном планировании и управлении биотехнология может найти применение в небольших регионах как инструмент индустриализации сельской местности для создания небольших производств, что обеспечит более активное освоение пустующих территорий и будет решать проблему занятости населения [159, 303].

Особенностью развития биотехнологии в XXI веке является ее бурный рост как прикладной науки, а также, что еще более существенно, создание исключительных возможностей для эффективного (интенсивного, а не экстенсивного) развития практически всех отраслей экономики. Она становится необходимым условием устойчивого развития общества, и тем самым, оказывает трансформирующее влияние на парадигму развития социума в целом [8,54, 66].

Широкое проникновение биотехнологий в экономику мирового хозяйства сформировало даже новые термины для обозначения глобальности данного процесса. Так, «белой биотехнологией» называют применение биотехнологических методов в промышленном производстве, «красной биотехнологией» - в фармацевтическом производстве и медицине, «зеленой биотехнологией» - в сельскохозяйственном производстве и животноводстве, а искусственное выращивание и дальнейшая переработка водных организмов (аквакуль-тура или марикультура) - «синей биотехнологией».

Раздел экономики, интегрирующий все эти инновационные области, получил название «биоэкономика». Задача перехода от традиционной экономики к экономике нового типа - биоэкономике, основанной на инновациях и

широко использующей возможности биотехнологии в различных отраслях производства, а также в повседневной жизни человека, уже объявлена стратегической целью во многих странах мира [105,158, 226].

Биотехнология, используя научные достижения на самом высоком уровне, создает возможность получения разнообразных веществ и соединений из сравнительно дешевых, доступных и возобновляемых материалов. В отличие от природных веществ и соединений, искусственно синтезируемые продукты требуют больших капиталовложений, плохо усваиваются организмами животных и человека, имеют высокую стоимость. Биотехнологические процессы с использованием живых клеток и микроорганизмов основаны на их способности вырабатывать естественным путем (в процессе своей жизнедеятельности) необходимые человеку вещества - витамины, ферменты, аминокислоты, органические кислоты, спирты, антибиотики и другие биологически активные соединения [73,173, 179,302].

В настоящее время микроорганизмы используются, в основном, в трех видах биотехнологических процессов:

- для производства полезной биомассы [154,166];

- для получения практически значимых продуктов метаболизма [142, 285];

- для переработки органических и неорганических соединений как природного, так и антропогенного происхождения [29, 56, 74, 247, 259].

Главная задача первого вида процессов - ликвидация белкового дефицита в кормах сельскохозяйственных животных и птиц, т.к. в белках растительного происхождения имеется дефицит аминокислот и, прежде всего, особо ценных, так называемых незаменимых [39, 219].

Основным направлением второй группы биотехнологических процессов является получение продуктов микробного синтеза с использованием отходов различных производств, включая пищевую, нефте- и деревоперерабаты-вающую промышленности и т.д. [38, 100, 235,236].

В промышленном масштабе все эти направления биотехнологии представляют индустрию, в которой можно выделить следующие направления [99,10, 113, 196, 206,212, 213, 220,227,228,229,230]:

- производство полимеров и сырья для текстильной промышленности;

- получение метанола, этанола, биогаза, водорода и использование их в энергетике и химической промышленности;

- производство белка, аминокислот, витаминов, ферментов и т.д. путем крупномасштабного выращивания дрожжей, водорослей, бактерий;

- получение гербицидов и биоинсектицидов;

- широкое внедрение методов генной инженерии при получении новых пород животных, сортов растений и выращивания тканевых и клеточных культур растительного и животного происхождения;

- переработка производственных и хозяйственных отходов, сточных вод, изготовление компостов с применением микроорганизмов;

- утилизация вредных выбросов нефти, химикатов, загрязняющих почву и воду;

- производство лечебно-профилактических и диагностических препаратов (вакцин, сывороток, антигенов, аллергенов, интерферонов, антибиотиков и др.) для нужд здравоохранения и ветеринарии.

С развитием биотехнологии огромное значение приобретают специализированные банки биологических объектов, в частности коллекции микроорганизмов с изученными свойствами, а также криобанки клеток животных и растений, которые уже сейчас с помощью специальных методов могут быть с успехом использованы для конструирования новых, полезных для биотехнологии организмов. По сути дела, такие специализированные банки культур ответственны за сохранение чрезвычайно ценного генофонда.

Большое внимание уделяется целенаправленному созданию новых, не существующих в природе биологических объектов. В первую очередь, следует отметить создание новых клеток микроорганизмов, растений, животных методами генетической инженерии.

Сформировалось направление, занимающееся конструированием искусственных клеток. В настоящее время существуют методы, позволяющие получить искусственные клетки с использованием различных синтетических и биологических материалов, например искусственной клеточной мембраны с заданной проницаемостью и поверхностными свойствами. Некоторые материалы могут быть заключены внутри таких клеток: ферментные системы, клеточные экстракты, биологические клетки, магнитные материалы, изотопы, антитела, антигены, гормоны и др. Применение искусственных клеток дало положительные результаты в производстве интерферонов и моноклональных антител, иммуносорбентов и др.

Разрабатываются подходы к созданию искусственных ферментов и аналогов ферментов, обладающих повышенной стабильностью и активностью. Например, проводится синтез полипептидов желаемой стереоконфигу-рации, ведутся поиски методов направленного мутагенеза с целью замены одной аминокислоты на другую в молекуле фермента. Делаются попытки построения неферментных каталитических моделей.

Как наиболее перспективные следует выделить следующие группы биологических объектов:

- рекомбинанты, т.е. организмы, полученные методами генетической инженерии;

- растительные и животные тканевые клетки;

- термофильные микроорганизмы и ферменты;

- анаэробные организмы;

- ассоциации для превращения сложных субстратов;

- иммобилизованные биологические объекты.

Процесс искусственного создания биологического объекта (микроорганизма или тканевой клетки) состоит в изменении его генетической информации с целью исключения нежелательных и усиления нужных свойств или придания ему совершенно новых качеств. Наиболее целенаправленные изменения можно выполнить путем рекомбинаций - перераспределяя гены или

части генов и объединяя в одном организме генетическую информацию от двух и более организмов. Получение рекомбинантных организмов можно осуществить методом слияния протопластов, путем переноса природных плазмид и методами генной инженерии.

К нетрадиционным биологическим агентам на данном этапе развития биотехнологии относятся растительные и животные тканевые клетки, в том числе гибридомы, трансплантаты. Культуры клеток млекопитающих уже сейчас являются продуцентами интерферона и вирусных вакцин, в недалеком будущем осуществится крупномасштабное получение моноклональных антител, поверхностных антигенов клеток человека, ангиогенных факторов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Беро, Иван Леонтьевич, 2013 год

Демография

Укрепление семьи, мотивация создания "родовых гнёзд", снижение уровня миграции

Хотелось бы акцентировать внимание на самых острых проблемах нашего общества, которые не могут быть решены без развития биоэкономики. Прежде всего, конечно, это проблема голода. Когда каждый шестой человек в мире голодает - это катастрофа. Одним из способов преодоления её должно стать расширение Мирового Пищевого Ресурса, за счёт более полного и эффективного использования возможностей природы на основе новых технологий [153, 157, 169].

В экологическом аспекте биоэкономика может и должна рассматриваться как средство гармонизации отношений между природой и обществом. Однако, чтобы в полной мере реализовать возможности биоэкономики, необходим системный подход к её развитию. Приходится признать, что сейчас в мире

нет ни одной страны, имеющей хотя бы программу развития биоэкономики как системы народного хозяйства, как совокупности общественных отношений в сфере производства, обмена и распределения продукции. Можно было бы засчитать в качестве такой программы "зелёную революцию" в Африке, если бы она не свелась к вульгарному сбыту развитыми странами африканцам удобрений и гербицидов.

Помимо экономической политики развитых государств и наднациональных корпораций, присутствует и определенная недооценка роли и значения биоэкономики. И это не случайное явление в мире зачарованном хайтэком. Политики охотно лоббируют, инвесторы не скупятся, банкиры выдают кредиты как только речь заходит о нано- или мегапроэктах, сулящих баснословные прибыли. На этом фоне выращивание картошки или утилизация навоза выглядит не так привлекательно.

Неслучайно и то, что биоэкономика не попала в состав стратегических векторов модернизации России. Это, как раз, и есть результат недопонимания чиновниками, и некоторыми учеными сути биоэкономики, её потенциала и роли особенно для такой страны как Россия. Между тем, Россия имеет все возможности и условия для того, чтобы стать биоэкономической державой №1 в мире. Об этом много говорят и пишут, но конкретных действий системного характера нет. Дальнейшее промедление может привести к тому, что мы упустим возможность стать одной из ведущих экономик мира.

Проблема ещё и в том, что биоэкономику, как правило, отождествляют с биотехнологией, которая на самом деле является только технологической и инновационной составляющей биоэкономики. Такие представления препятствуют системному подходу к развитию биоэкономики. Развитие этой системы народного хозяйства связано не только и не столько с успехами биотехнологии, сколько с решением целого ряда проблем, таких как оптимизация отношений между социальными группами и внутри них, включая рыночные отношения, создание убедительной мотивации для участников и системы их всесторонней защиты, прежде всего, социальной, формирование эффектов-

ной организационной структуры и системы координации во всех звеньях и т.д. Эти проблемы и являются лимитирующими факторами развития биоэкономики.

Специфика биоэкономики как системы народного хозяйства в том, что в качестве средств производства здесь выступают живые организмы. Природа берет на себя сложнейшие биохимические процессы, лежащие в основе биопроизводств. На долю людей остаётся только поддержание оптимальных условий работы "биологических машин". Благодаря этому создаётся возможность расширения занятости населения за счёт неквалифицированного труда, что, в свою очередь, позволяет ускорить период адаптации перемещенных лиц, мигрантов, безработных и других категорий населения на биоэкономических производствах.

Одна из особенностей биоэкономики состоит в том, что она может быть реализована исключительно в масштабах малого и среднего бизнеса. Это не означает отрицания права на существование крупных предприятий - огромных мясо-молкомбинатов или гигантских зерновых хозяйств. Это означает, что биоэкономика вполне может обойтись без таких гигантов, не только не теряя экономической эффективности, но, наоборот, превосходя их по скорости оборачиваемости оборотных средств и экономии капвложений. Это означает, также, и то, что биоэкономика, больше чем любой другой вид экономики подходит для реализации идеи социально ориентированной экономики (социоэкономики).

С учётом указанных лимитирующих факторов, специфики биоэкономики и ряда граничных условий, среди которых важнейшим являются минимизация капвложений и эффективность использования финансовых средств, предлагается концепция развития биоэкономики, базирующаяся на системе социально мотивированного защищённого малого бизнеса. В первом приближении эта концепция выглядит следующим образом. Несколько сотен семей объединяются, строят дома, организуют производство, социальную ин-

фраструктуру, создавая в результате некую общину новейшего типа — назовём её "корпоративная община" или, для краткости, "корпорина".

Такая схема представляется утопической только до тех пор, пока защиту и поддержку этой системы жизнеустройства не возьмёт на себя специальная структура. Эта структура - "Создающая и Продвигающая Компания" (СПК) -выступает в качестве материнской компании, одновременно выполняя функции и инвестора, и инкубатора, и промоутера, и технопарка, оснащая дочерние предприятия высокоэффективными технологиями и оборудованием.

Дочерние фирмы - этопредприятия малого бизнеса, учредителями которых выступают, с одной стороны, СПК, а, с другой стороны - физические лица - представители семей, решивших объединиться в Создающую и Продвигающую Корпорацию (СП Корп.). В результате соединения этой производственной структуры и социальной инфраструкуры образуется корпорина, решающая проблемы всесторонней защиты малого бизнеса и всей социальной инфраструктуры. В рамках общины осуществляется координация финансово-экономической деятельности всей структуры (включая распределение внутренних кредитов), деятельность по продвижению производимых товаров на внутреннем и внешнем рынках, по правовой защите, по централизованному транспортному обслуживанию и логистике, по организации профобуче-ния и т.д.

В этой системе жизнеустройства концепция всесторонней защиты включает все её виды: от физической защиты предпринимателей и их семей, противодействия банковскому, чиновничьему и бандитскому рэкету, охраны корпоративной и частной собственности до юридической защиты и охраны здоровья.

Таким образом, корпорина представляет собой социоэкономический модуль или модуль системы альтернативного жизнеустройства. Как следует из сказанного выше наиболее эффективно функционирование такого модуля именно в системе биоэкономики. Ключевым компонентом такого модуля является социальная инфраструктура, развитие которой создаёт мотивацию

простого, честного, кропотливого труда, труда, который может обеспечить каждой семье достойное качество жизни. Поэтому социальная инфраструктура включает всё, что необходимо человеку и его семье для нормальной обеспеченной жизни, начиная от еды и жилья и кончая плавательным бассейном. При этом, конечно, имеются в виду разумные потребности, поэтому персональная яхта, коллекция ретро автомобилей и личный самолёт пока в эту структуру не входят. Зато входят: медицинское обслуживание, образование, повышение квалификации, возможности культурного роста, занятий спортом и пр.

Концепция системы защищённого малого бизнеса позволяет подойти к решению проблемы с позиций кластерной логики. Разработана модель развития потенциальных региональных кластеров, в соответствии с которой СП Корпорации обеспечивают взаимодействие всех частей кластера, превращая его в эффективно действующую систему [90]. В качестве примера, иллюстрирующего возможности предлагаемой концепции, привожу расчетные данные проекта "Топинамбур", разработанного на её основе [215].

Реализация проекта на площади около 1 млн гектар (это тридцатая часть неиспользуемых пахотных земель) позволит России стать крупнейшим в мире поставщиком биотоплива, инулина, фруктозы, пищевого концентрата топинамбура, органического удобрения и кислорода в атмосферу Земли взамен поглощённых шести миллионов тонн углерода.

Реализация данной концепции в системе биоэкономики позволит, наряду с развитием производства, решить целый комплекс социальных, экологических и демографических проблем. Таким образом, биоэкономика может стать одним из основных факторов устойчивого развития регионов и страны в целом.

Сегодня биотехнология в мире поднялась на новый уровень. Это произошло благодаря новым знаниям и технологическому прорыву, особенно в области нанотехнологий. Кроме того, человечество осознало исчерпаемость нефти и газа, что грозит энергетическим кризисом, и необходимость сохра-

нения природной среды. Выход - в биоэкономике, основанной на использовании возобновляемых биоресурсов. Биоэкономика расширяется - сюда относится не только лесная, целлюлозно-бумажная, пищевая промышленность, сельское хозяйство и рыбоводство (это так называемый зеленый сектор биоэкономики), но и биофармацевтика (красный сектор), а также производство ферментов, биотоплива, биоремедитация почв и воды (белый сектор).

На фоне других стран биотехнологические успехи России пока выглядят скромно. Объем продаж на рынке биотехнологий в России не больше 1 млрд долларов в год, в то время как на мировом рынке он превысил 95 млрд. Для сравнения, рынок Китая и Индии, который стремительно развивается в последние годы, составляет 3,8 млрд. долларов. Лидер мирового рынка - биофармацевтика, хотя в последнее время усиливаются сельскохозяйственный и промышленный секторы,

В области биофармацевтики Россия по-прежнему отстает, хотя есть и очевидные достижения. О некоторых из них говорил к.х.н. Д.И.Баирамашвили (Институт биоорганической химии им. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН). В опытном цехе в ИБХ РАН производят инсулин (препарат инсуран, объем реализации 76 млн. рублей в год) и соматотропин -гормон роста (объем реализации 18 млн 200 тыс рублей в год.). Наши ученые также преуспели в создании оригинальных отечественных пептидных препаратов, о которых говорил доктор биологических наук В.И.Дейгин (ИБХ РАН, ЗАО «Центр Пептос»). Из всех синтетических пептидных препаратов, производящихся в мире, доля российских составляет более 25%, что совсем неплохо (11 препаратов из 40), среди них - отечественные тимоген и тимодепрес-син, регулирующие иммунную систему. Их производят и продают не только в России, но и за рубежом. Еще несколько пептидных препаратов находятся на разных стадиях клинических испытаний. Что нужно для развития этого сектора биотехнологии? Гарантированная доля на рынке для российских производителей, развитие отечественного оборудования для производства, подготовка кадров. Создание при РЭУ им. Г.В. Плеханова Научно-

исследовательского института «Биоэкономика» утверждено приказом ректора №403 от 28 июня 2011 г.

Генетически модифицированные культуры сегодня в мире занимают площадь 8,1 млн га, а продажи ежегодно растут на 20%. На этом рынке Россия пока не представлена. В области сельскохозяйственной и пищевой биотехнологии Россия сотрудничает с Евросоюзом( Элизабет Бальци, представитель ЕС по биотехнологии, сельскому хозяйству и продуктам питания). Несколько совместных проектов посвящено изучению генетически модифицированных культур, безопасности пищевых продуктов с учетом аллергических и иных возможных последствий, улучшению качества пищи, новым методам в ветеринарии (применение бактериофагов) и др.

Перспективный сектор для развития биотехнологии в России - промышленный. В основном, это производство ферментов и средств защиты растений. Но есть еще и биоэнергетика. Цены на нефть за последние десять лет возросли в три раза, а цены на углеводы падают. Многие страны уже сделали ставку на биотопливо, стремясь «слезть с нефтяной иглы». Россия делает еще только первые шаги в этом направлении, например, началось строительство завода по производству биоэтанола в Омске.

В прошлом году принята национальная программа «Развитие биотехнологии в РФ в 2006-20015 гг.». От выполнения этой государственной программы зависит, впишется ли наша страна в мировую тенденцию. А в век биоэкономики мы уже вступили.

13 февраля 2012 года Европейская Комиссия приняла стратегию устойчивого развития биоэкономики в Европе, которая позволит европейской экономике более рационально использовать возобновляемые ресурсы [66]. В Стратегии «Инновации для устойчивого роста: биоэкономика для Европы» описывается последовательный межотраслевой и междисциплинарный подход к проблеме поиска возобновляемых биологических ресурсов для безопасной и здоровой пищи и кормов, а также материалов, энергетики и других продуктов. Целью является более инновационная экономика, соединяющая

требования устойчивого сельского хозяйства, рыболовства и продовольственной безопасности и сбалансированное использование возобновляемых биологических ресурсов в промышленных целях, обеспечивая при этом сохранность биоразнообразия и окружающей среды. План действий фокусируется на трех ключевых аспектах: разработка новых технологий и процессов для биоэкономики; развитие рынка и конкурентоспособности в секторах биоэкономики и привлечение политиков и заинтересованных сторон к более тесному сотрудничеству [72, 73].

Эксперты полагают, что Европа должна перейти к так называемой «постнефтяной» экономике. Более широкое использование возобновляемых источников энергии уже не просто осознанный выбор, это необходимость. Переходу от промышленности, основанной на ископаемых ресурсах к промышленности, основанной на биосырье должно способствовать развитие биотехнологий, внедрение инноваций в производство.

Термин "биоэкономики" означает такую экономику, где в промышленности и энергетике используются биологические ресурсы суши и моря, а также отходов. Биоотходы, например, имеют значительный потенциал в качестве альтернативы химическим удобрениям, или в качестве сырья для получения биоэнергии.

Биоэкономика в ЕС уже имеет оборот около 2 трлн € , в этой сфере работает более 22 миллионов человек, что составляет 9% от общей занятости в ЕС. Биоэкономика включает в себя сельское, лесное и рыбного хозяйства, пищевое и целлюлозно-бумажное производство, а также части химическую, биотехнологическую и энергетическую отрасли промышленности. По прогнозам, каждый евро, вложенный в финансирование исследований и инноваций в области биоэкономики в Европе к 2025 году должен дать прирост в 10€ на добавленную стоимость продукции.

Стратегия строится на трех основных принципах:

1) инвестиции в исследования и инновации для биоэкономики. Включает финансирование ЕС, национального финансирования, частных инвестиций и расширения взаимодействия с другими инициативами;

2) развитие рынков и конкуренции в различных секторах биоэкономики;

3) усиление координации и взаимодействия с заинтересованными сторонами, через создание Комитета по Биоэкономике и соответствующего Наблюдательного Совета, а также путем проведения регулярных конференций.

Стратегия должна дополнять и согласовываться с другими направлениями политики, инструментами и источниками финансирования, направленные на решение общих задач.

Необходимость увеличения государственного финансирования исследований и инноваций в области биоэкономики учтена в проекте новой исследовательской программы Европейской Комиссии «Горизонт 2020»: в разделе «Продовольственная безопасность, устойчивое сельское хозяйство, морские исследования и биоэкономика» предусмотрено финансирование в 4,7 млрд €, а также существуют возможности дополнительного финансирования из других разделов программы.

Термин биоэкономика, на которую опирается новая стратегия ЕС, обозначает экономику, использующую биологические ресурсы земли и океана, а также отходы для производства продуктов питания для людей и кормов для животных, для промышленного производства и производства энергии. Этот термин, кроме того, включает в себя понятие биотехнологии для отраслей устойчивого производства. Например, отходы биологического происхождения связывают с перспективой замены химических удобрений или переработки их с целью получения "биоэнергии". По данным члена Еврокомиссии, население планеты от 7 млрд человек к 2050 году вырастет до более чем 9 млрд. За то же время, по ее словам, потребность в продуктах питания и кормах вырастет на 70%, а потребности в энергии - на 100%.

Предполагается укреплять инновационную составляющую экономики, ориентированной на сокращение выбросов парниковых газов, работать в от-

раслях сельского хозяйства и рыболовства, использовать возобновляемые биологические ресурсы в промышленных целях, обеспечивая при этом защиту окружающей среды и сохранение биологического разнообразия. План сконцентрирован на трех главных аспектах: отработке новых технологий и процессов биоэкономики, развитии рынков и конкурентоспособности в секторе биоэкономики, побуждении ответственных политиков и заинтересованных лиц сплоченнее работать над этой задачей.

Необходимо содействовать переходу от общества, основывающегося на углеводородном топливе, к "биообществу", используя исследования и инновации как двигатель. Это пойдет на пользу окружающей среде, продовольственной и энергетической безопасности, а также будущей конкурентоспособности Европы. Сектор биоэкономики в Евросоюзе уже имеет деловой оборот около 2 трлн. евро и обеспечивает занятость более 22 млн. работников, или примерно 9% трудоспособного населения ЕС. К 2025 году каждый евро, инвестированный Евросоюзом в исследования и инновации для биоэкономики, будет приносить 10 евро добавочной стоимости [8,153, 268].

Европейская биоэкономика имеет годовой оборот свыше 1730 млрд евро с занятостью более 22 млн человек. В России соответственно на порядки меньше - 101,8 млрд евро и 9,2 млн человек. В Америке уже более 1,5 тыс биотехкомпаний, в России - не более 50.

Биотехнологи провели анализ российских патентных заявок с 2002 по 2006 год по научным направлениям. Приоритетность биотеха подтвердилась (6556 заявок) и тесно взаимосвязанными с ней фармацевтикой, медицинской техникой и пищевой химией. Нанотехнологии (126 заявок) - это также одно из перспективных направлений 6-го технологического уклада, к которому переходит развитый мир. Однако ни одна из стран не выбрала нанотехнологии стратегическим направлением, как это наблюдается сегодня в России [99, 120].

Биотехнологи уверены, что именно у них в руках «счастливый билет». «Биоиндустрия способна решить ключевые вопросы, с которыми страна се-

годня сталкивается в плане депопуляции и деградации социально-экономических аспектов жизни на территориях, - считает один из разработчиков экспертной стратегии, президент ОБР Раиф Василов. Уже все ведущие страны и большинство развивающихся, подготовили долгосрочные стратегии по биоиндустрии, за исключением России. Это нонсенс. От биотехнологии напрямую во многом зависит развитие медицины, обеспечение страны самыми необходимыми лекарствами, включая вакцины, разработка новейших препаратов, в том числе от рака, СПИДа, гепатитов, диабета и многих других болезней, развитие сельского и лесного хозяйств, энергетики, перевод химической промышленности на биотехнологии, улучшение экологии, развитие регионов и многое другое» [34].

Стандартизация диктует правила устойчивой биоэкономике. Стремление перехода к биоэкономике вызвало необходимость определить, каким образом это можно сделать на основе принципа устойчивости. На практике это означает, что различные группы, объединенные общими интересами, должны суммировать усилия и придумать единые правила игры. Стандартизация - это единственный процесс, который может привести к подобному результату, основанному на консенсусе.

Это заметила и Еврокомиссия, после чего ею была основана стратегическая рабочая группа, призванная рассмотреть насущный вопрос, а затем, на основании проведенных исследований, дать рекомендации Европейской организации по стандартизации «СЕ№> для составления мандата по соответствующим стандартам. С целью разработки центральных требований к биопродуктам был основан технический комитет. Его работа заключается в формулировании основных требований к био-продукции на основании постулатов устойчивого развития. Также составляются региональные определения, принципы, критерии и методы оценки устойчивости продукции [194]. Общие правила игры для производства устойчивой био-продукции должны быть приняты и внедрены в середине текущего десятилетия.

Россия вступает на путь строительства биоэкономики. Председатель Правительства В.В. Путин утвердил проект Государственной координационной программы развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года - «БИО-2020».Стратегической целью Координационной Программы «БИО-2020» является создание в России глобально конкурентоспособного, развитого сектора биотехнологий, который, наряду с наноиндустрией и индустрией информационных технологий, должен стать базой модернизации и построения постиндустриальной экономики.

Инициаторами разработки Координационной программы «БИО-2020» выступили три технологические платформы, учрежденные в сфере биотехнологий: «Биоиндустрия и Биоресурсы - БиоТех2030», «Биоэнергетика» и «Медицина Будущего».

Работа над Программой «Био2020» велась порядка года с участием ведущих экспертов в сфере биотехнологий: представителей федеральных органов исполнительной власти, научного, образовательного и бизнес-сообществ. Председателем Правительства В.В. Путиным дано прямое поручение профильным министерствам и ведомствам «обеспечить совместно с заинтересованными федеральными органами, органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации и организациями реализацию Комплексной программы развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года». Координатором Программы является Министерство экономического развития Российской Федерации.

Финансовое обеспечение Программы предполагается за счет средств федерального бюджета, региональных и местных бюджетов, а также внебюджетного финансирования. Целевой объем ресурсного обеспечения Программы «БИО-2020» по экспертным оценкам за весь период ее реализации должен составить 1178 млрд рублей [155,158].

По словам М.П. Кирпичникова, «БИО-2020 на сегодняшний день является тем долгожданным документом, который определит стратегический век-

тор развития российской науки в сфере изучения живых систем, координируя это развитие с реальными экономическими и, что не менее важно, экологическими потребностями нашей страны. По существу, председателем правительства дан старт развития биоэкономики в стране».

«Выступая одним из инициаторов и авторов разработки «БИО-2020», — отметил генеральный директор ОАО «РТ-Биотехпром» (ГК «Ростехноло-гии») П.С. Каныгин, - мы стремились к тому, чтобы институционально закрепить государственную политику в области биотехнологий, сформулировать для российского и международного бизнес-сообществ четкие государственные приоритеты развития биотехнологий в стране. Принятая программа должна стать основой для модернизации нормативно-правового поля с целью создания реальной поддержки предприятий биотехнологического комплекса

- от малых инновационных компаний до промышленных гигантов».

В рамках Российской Технологической Платформы «БиоТех 2030» 19 апреля 2012 года в Институте биохимии им. А.Н.Баха, РАН состоялся российско-германский семинар по теме «Формирование цепочки добавленной стоимости в биоэкономике: анализ источников сырья биологического и промышленного происхождения» («How the bioeconomy value chain unfolds -exploring feedstock from biomass and industrial sources») с участием института биохимии им. Баха, РАН; Государственного научного центра Российской Федерации ФГУП Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов («ГосНИИгенетика»); ОАО РТ «Биотехпром»; РТП «БиоТех2030» [157].

В своем выступлении президент Д. А. Медведев «О приоритетах инновационного развития России» назвал 5 направлений:

- энергоэффективность и энергосбережение;

- ядерные технологии;

- космические технологии;

- медицинские технологии.

- стратегические информационные технологии.

Эти приоритеты прогнозируют к 2020 году такой экономический рост и такие направления экономического роста, прежде всего возрастание доли наукоемкого экспорта России в мировом торговом обмене и увеличение доли России в мировой экономике.

Если мы хотим действительно реально увеличить производство продовольствия мы должны обратиться к тем землям, которые невозможно использовать, а это солончаки, засушливые области, места, где холодный климат. Ясно, что существующие растения не могут быть использованы в этих районах, поэтому нужна существенная модификация самих растений. Если говорить об использовании в пищу генетически модифицированных растений, то нет не одного серьезного подтверждающего факта опасности их использования в пищу.

Что же нас должно обязать использовать биомассу? Это охрана окружающей среды, это устойчивое развитие, это источник чистой возобновляемой энергии, абсолютная универсальность в применении энергетики, промышленности. Это энергетическая безопасность, потому что существуют районы, куда сложно доставить топливо, строить какие-то тепловые электростанции, ну это и социальная выгода, повышение качества жизни.

Биоэкономика - это мироустройство при котором биотехнологии обеспечивают значительную часть материального производства. Основными составляющими биоэкономики являются: разработка и освоение геномных, постгеномных, сложных клеточных технологий, для получения новых продуктов и процессов, использование возобновляемых источников биомассы для целей устойчивого производства и охраны окружающей среды, интеграция биотехнологических знаний и приложений в различных секторах экономики. Биоэкономика самая высокотехнологичная часть экономики, которая дает существенную долю национального дохода во многих государствах с использованием биотехнологий в 2030 году будут производиться:

- 35% химической продукции;

- 80% лекарственных средств;

- 50% сельскохозяйственной продукции.

С помощью биотехнологий будут получаться 2,7% ВВП развитых стран, а для развивающихся стран это доля будет еще выше. Россия в мировом объеме биотехнологической продукции: в 1985 году мы были на 2 месте после США. В 2008 году только 70-е место, мы далеко уступаем Индии, Китаю, ЕС [83,105].

Профессор Кирхер, ответственный за стратегию развития научно-предпринимательского центра биотехнологий компании Evonik Industries AG считает, что мир вступает в эру биоэкономики, то есть экономики, основанной на биотехнологиях, использующей возобновляемое биологическое сырьё для производства энергии и материалов. Несмотря на то, что современная химическая промышленность до сих пор находится в сильной зависимости от ископаемой нефти как источника углеродосодержащих соединений, переход на биосырьё (пищевые и кормовые культуры, древесные непищевые остатки, сельскохозяйственные отходы) уже стал реальностью. В настоящее время 9-13 процентов всей продукции химической промышленности получено из биосырья, однако уже к 2025 году эта цифра должна вырасти до 22-28 процентов.

Ситуацию с развитием биоэкономики в РФ прокомментировал президент Российской национальной биотопливной ассоциации Алексей Аблаев: «В последний год ландшафт российской промышленной биотехнологии оживился, тем более что 1 апреля биотехнологии в нашей стране были узаконены указом премьер-министра. Однако время, необходимое для претворения в реальность массового использования биосырья, определяется не только и не столько размерами инвестиций, сколько наличием внутреннего спроса на такую продукцию. На самосознание народа в данном случае надеяться бесполезно. Рынки для биотехнологии должно формировать просвещённое государство, например путём введения дополнительного налога на карбоносо-держащую продукцию». Если этого не произойдёт, Россия рискует стать по-

ставщиком сырьевой биомассы для стремительно развивающейся биотехнологической промышленности Европы [1]. Био - и нанотехнологии.

Биотехнологии, науки о жизни тесно переплетаются с тем, что принято сейчас называть «нанотехнологии» (то есть манипулирование с объектами, размеры которых вплоть до миллиардных долей метра). Однако в России «нано» - это бренд скорее для обывателя, но не для серьезных ученых. Начать хотя бы с количественных показателей: за рубежом регистрируется до 100 тыс. патентов по нанотехнологиям, в России - около 100 (рис.1).

Распределение патентных заявок на нанотехнологии, поданных в ЕРО, по стронем: 1978-2005 (%)

Рис. 1. Распределение патентных заявок на нанотехнологии, поданных в ЕРО, по странам за 1978-2005г.г. (в %). [цит. по «Форсайт», №3, 2008].

Статистика Европейского патентного ведомства (ЕРО) весьма красноречива. По данным, приведенным в НГот 30.06.2009 ГК «Роснано» объявила об инвестировании 501,5 млн руб. в проект создания производства по выпуску износостойких изделий из наноструктурных керамических и металлоке-рамических материалов. Общая стоимость реализации проекта оценивается в 1,6 млрд руб.

Прг"к «ччим ЙС Ы

Г<фшшм 11.0 Фршни* м

Ябмшбрм I -Ж»!х > 1

Нляйряиим 1Л Ишм О Ши-имая

Обще« число :швок к ЕЮ

США МА

Др»™* ми

Шк4Ь»|!*м I Ч

».2

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ И СОЦИАЛЬНАЯ НАПРАВЛЕННОСТЬ БИОЭКОНОМИКИ

Главным результатом применения современных и перспективных биотехнологических методов в сельском хозяйстве многие специалисты считают стабилизацию сельскохозяйственного производства. Полагается, что сельскохозяйственная биотехнология сможет решить продовольственную проблему для растущего населения планеты, получить продукты питания улучшенного качества и большей экологической чистоты. Биотехнология позволяет получить новые типы сельскохозяйственных культур с высокой урожайностью и устойчивых к болезням, а также новые специальные продукты, которые рынок может запросить в самом ближайшем будущем.

Применение новых прогрессивных биотехнологий позволило фермерам ряда стран, в первую очередь США и Канады, упрочить свои лидирующие позиции в мировом производстве и реализации сельскохозяйственной продукции. Внедрение достижений и продуктов биотехнологии позволяет решить многие проблемы энерго-, ресурсо- и финансовоёмкого производства продукции сельского хозяйства, поэтому сегодня это направление развивается в промышленных странах особенно быстрыми темпами.

В силу того что биотехнологическое производство относится к наиболее высокотехнологичным отраслям, основная его часть сосредоточена в про-мышленно развитых странах. Чуть менее половины всего мирового производства биотехнологических продуктов приходится на американские компании (27,5 млрд долл.), крупными производителями являются также Германия, Япония (7 млрд долл.), Канада (3 млрд долл.), Франция и Великобритания (ЕС-15 млрд долл.). По данным американской компании Frost & Sullivan, объём производства биотехнологических продуктов в мире в 2001 г. составил 49,9 млрд долл. С учётом данных государственных органов промышленно развитых стран и показателей среднего годового роста по продуктам на уровне 10-15%, объём биотехнологического производства в мире в 2002 г.

достиг 55-60 млрд долл. Объём продаж биотехнологических продуктов для нужд сельского хозяйства в мире составляет 7,5 млрд долл.

Особое место отводится продукции, полученной благодаря генно-модифицированным технологиям. Фермеры США выращивают более 2/3 всех ГМО-растений на земле. Это связано не только с наличием в стране крупнейших биотехнологических компаний, но и с либеральным законодательством в отношении ГМО-продуктов. В результате рост их производства оказался беспрецедентным. Представлен широкий спектр культур - от томатов длительного хранения до кукурузы, устойчивой к вредителям.

В 2005 г., по данным Национальной службы сельскохозяйственной статистики, 52% кукурузы, 87% сои и 79% хлопка, засеянных в США, представляли собой трансгенные культуры. В 2005 г. ГМО-культуры занимали около 88,8 млн. га, причём из 1,52 млрд га всех пахотных площадей, занятых зерновыми культурами, 5,8% составили трансгенные разновидности.

Считается, что генная инженерия позволит улучшить качество жизни людей за счёт использования принципиально новых продуктов, лекарств, а также вмешательства в геном человека. Однако довольно сложно определить долговременные последствия генных манипуляций. При пересадке генов могут возникнуть новые вещества, вызывающие побочные эффекты, например токсины и аллергены, опасные для человека. Зафиксированы отдельные случаи заболевания и отравления людей, воспользовавшихся недостаточно проверенными трансгенными продуктами. Некоторыми учёными высказывается мнение, что рискованно резко воздействовать на созданную за миллионы лет, существующую сбалансированную экосистему с ее многочисленными формами жизни.

В 2010-2012 годах был запланирован запуск первых коммерческих заводов, способных производить рентабельное и конкурентоспособное биотопливо. Это означает начало создания фундаментальной основы для экономически (а не политически или экологически) обоснованной замены нефти: не только в том, что касается производства топлива, но и в отношении произ-

водства полимеров из углеводородного сырья. Фактически, это означает, что все продукты, которые сегодня получают из нефти, могут быть получены из биомассы. Это не означает, что рынок нефти немедленно рухнет, но, начиная с этого момента, будет сформирован долгосрочный тренд: потребление нефти начнет сокращаться.

Возникновение биоэкономики будет иметь важные политические последствия. Во-первых, страны и регионы, лишенные запасов нефти, получат возможность создавать национальную топливную промышленность. Правда, эта промышленность будет основана на технологических решениях, права на которые будут принадлежать нескольким крупнейшим экономикам мира (как сейчас существует колоссальная индустрия IT, права на которую сконцентрированы в основном в американских компаниях). Во-вторых, страны, доходы которых связаны с нефтедобычей и нефтепереработкой, могут потерять значительную часть доходов и место в мировой системе разделения труда.

Применение биотехнологий создает базис для формирования биоэкономики как системы, использующей биологические ресурсы для производства высокотехнологичных продуктов. Учитывая экологическую целесообразность и социальную направленность такой системы, можно утверждать, что, по сути, биоэкономическое развитие является ключевой компонентой устойчивого экономического развития [116,179, 187, 188, 189].

3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 3.1. Материалы и методы

Работа выполнена в 2000 - 2013 гг. во ВНИТИБП Россельхозакадемии согласно НИР и ОКР в соответствии с отраслевыми научными программами в рамках Российской научно-технической программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК РФ. Экспериментальные исследования осуществляли в лабораториях и отделах института.

Методологическая схема достижения цели диссертационной работы представлена на рис. 2.

Методы (экономические). В работе использовали приемы системного, логического, статистического и экономического анализа. В качестве инструментов исследования использовали методы сравнения, ранжирования, структуризации целей, а также моделирования и экспертных оценок [36, 54, 70,136,211, 222].

В качестве информационных источников использованы статистические данные Росстата РФ, материалы Минсельхоза России, а также результаты исследований научных учреждений Отделения экономики и земельных отношений Россельхозакадемии. В процессе исследования автором были изучены и критически проанализированы статистические издания, монографии, методические материалы научных конференций, семинаров, средств массовой информации и сети Интернет [30, 33, 80, 103, 104, 120,123, 143, 150. 151, 155,156,159-161, 167, 178, 217, 231, 250. 299, 301, 302, 304, 310].

Для расчета экономического эффекта и экономической эффективности применяли методики, описанные в монографии И. В. Тихонова [25] и работах М. Г. Таршиса [182] и Т. А. Ломакиной [98].

Емкость рынка рассчитывали по формуле: У{ = Р х N

где У- товарная ёмкость рынка в дозах, Р - объем расходования препарата на одного животного,

N - количество животных,

t: - товарный рынок, в данном случае биопрепараты и химфармпрепараты.

Общая формула расчёта денежной ёмкости рынка вне зависимости от группы препаратов рассчитывается по формуле: ym = (PxN)xm

где у - денежная ёмкость рынка,

Р - объем расходования препаратов на одного животного, N - количество животных, m - покупная (розничная) цена за упаковку. Материалы. Использовали:

- первичные клетки фибробластов эмбрионов перепелов (ФЭП) и (кур),

- перевиваемые линии клеток почек сирийского хомячка (ВНК-21);

- вирус бешенства штамм Щелково-51;

- вакцинный штамм аэромоноза Aeromonas sobria шт. 77-18;

- штамм Staphylococcus aureus А 676, предоставленный Государственным НИИ стандартизации и контроля медицинских биологических препаратов им. Ф.Ф. Тарасевича;

- питательные среды на основе перевара Хоттингера и МПБ,

- ростовые среды 199, Игла и другие;

- трипсин импортный ("Difko", "Ferak", "Merk") и отечественного производства (ТУ 9358013.00008064-96);

- сыворотки крови;

- сапонин;

- гидрат окиси алюминия (ГОА);

- буферные растворы;

- защитные среды (для высушивания антирабической вакцины - на основе пептона, сахарозы и желатина, для высушивания вакцины против аэромоноза рыб - на основе сахарозы и желатина);

- в качестве инактиванта использовали формальдегид и - [3-пропиолактон.

Исходным сырьем для получения протеолитического фермента служила поджелудочная железа убойных животных (крупного рогатого скота).

Для приготовления биологических добавок использовали яйца перепелиные свежие.

Для иммобилизации трипсина использовали полимерные носители: сополимеры винилиденфторида и гексафторпропилена (фторкаучуки СКФ-26) и винилиденфторида и перфторметилвинилового эфира (СКФ-260).

Методы.

Культивирование клеток и вирусов проводили:

- роллерным и псевдосуспензионным (на микроносителях Цитодекс-2) способами в роллере и биореакторах, выполненных их нержавеющей стали, разработанных ВНИТИБП совместно с Иркутским НИИхиммашем, с магнитным приводом, оснащенных датчиками рН, еН, р02, рСОг;

- вируса бешенства в суспензии клеток ВНК-21/13.

Определяли сохраняемость иммуногенности вакцин в процессе высушивания.

Определяли активность антител в сыворотке крови вакцинированных животных (методами, описанными в соответствующей нормативной документации).

Вакцинный штамм аэромоноза Aeromonas sobria шт. 77- культивировали в лабораторных ферментерах АНКУМ-2М (V=10 дм3), оснащенных системами автоматического контроля и регулирования основных параметров культивирования (температуры, рН, еН и рОг) с использованием жидкой питательной среды на основе перевара Хоттингера.

В процессе работы культуры Aeromonas sobria исследовали по следующим показателям [2, 41]:

- морфология;

- культуральные свойства;

- оптическая плотность.

Очистку культуры от культуральной жидкости проводили методом центрифугирования.

Испытание экспериментальных серий проводилось в лаборатории ихтиологии ВНИИПРХ.

Каждая серия вакцины исследовалась на безвредность и иммуноген-ность.

Контроль безвредности опытных серий вакцины проводили на карпах-годовиках, для чего 10-ти рыбам вводили внутримышечно десятикратную прививочную дозу - 1010 микробных клеток в 0,5 мл испытуемого препарата. За время наблюдения в течение 20-ти дней все рыбы должны оставаться живыми и клинически здоровыми (отсутствие гиперемии кожных покровов, экзофтальмии, ерошения чешуи, изменения характера поведения рыб).

Испытание иммуногенной активности экспериментальной серии вакцины проводили на карпах-двухлетках из Бисеровского рыбокомбината средней массой 350 грамм.

При определении исходного уровня контаминации и иммунологических показателей было установлено, что из печени и почек у всех рыб выделялись единичные бактерии группы кишечной палочки (БГКП).

Уровень бактерицидной активности сыворотки крови (БАСК) составил 19,2±6,7, титр агглютинирующих антител (ТАА) к антигену Aeromonas sobria 77-18-1:2-1:32.

Подопытная рыба была рассажена в 5 аквариумов (4 опытных и 1 контрольный) с проточностью и аэрацией по 12 штук в каждом. Температура воды была 7-8°С, которую затем поднимали до 10-12°С. Через 10 дней после адаптационного периода рыба была провакцинирована погружением в раствор препарата:

1 и 2 опытные аквариумы для рыб, вакцинированных разными сериями формалинизированного бактерина с культуральной жидкостью;

3 и 4 опытные аквариумы для рыб, вакцинированных разыми сериями формалинизированного бактерина, очищенного от культуральной жидкости и ресуспендированного в физрастворе;

5 контрольный аквариум для рыб, обработанных культуральной жидкостью без бактериальных клеток.

Q 1

Концентрация вакцины была 10 микробных клеток/см , экспозиция обработки 15-20 минут. Вакцинацию рыбы проводили при низкой температуре (10-12°С), чтобы выяснить эффективность вакцины в таких условиях, при которых производят пересадку рыбы весной из зимовальных прудов в пруды для нагула.

Через 20 дней после вакцинации провели отбор проб крови для иммунологических исследований у рыб контрольной и опытных групп.

Глубинное культивирование штамма золотистого стафилококка прово-

л

дили в лабораторном биореакторе АНКУМ-2М (V=0,003 и 0,01м') с автоматическим контролем и регулированием температуры, скорости перемешивания, аэрации, pH.

В процессе культивирования изучали:

- морфологию бактерий стафилококка в окрашенных по Граму мазках,

- культурально - биохимические свойства - по особенностям роста на желточно-солевом агаре, по способности микроорганизма свертывать кроличью плазму.

Клетки золотистого стафилококка инактивировали 10% формалином или прогреванием при 60°С,70°С и 80 °С 30 мин.

Извлечение белка А из клеточной стенки проводили методом солевой экстракции после воздействия на микробные клетки ультразвуком.

Биологическую активность белка А определяли в реакции прямого твердофазного ИФА.

Протеолитическую активность трипсина определяли по методу Kunitz et al. с использованием субстрата казеина по Гаммерстену (1991 г.) [142].

В процессе изучения свойств БАД определяли:

- стрептомицин и тетрациклин согласно МУ 3049-84;

- патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы согласно Гост 50480-93;

- мезофильные аэробы и факультативные микроорганизмы согласно Гост 10444-15-94;

- остаточная влажность, % и жиры в сухом виде, % по Гост 50173-92;

- свинец, мг/кг по Гост 30178-96;

- ртуть, мг/кг по Гост 2690-86

Оборудование для фильтрования и разделения.

Фильтрацию экстракта трипсина осуществляли - через бельтинг-ткань;

- ультрафильтрацию раствора - через полупроницаемые мембраны в виде полых волокон из полиамида с пределом задержания по белку 15, 30 и 100 кДа, что обеспечивает необходимую степень очистки и концентрирования раствора трипсина перед его высушиванием (сублимационным или распылительным).

Для тонкого и стерилизующего фильтрования водных растворов, биологических жидкостей, питательных сред, ферментных растворов с помощью мембранных фильтров использовали фильтродержатели диаметром 90, 142, 293 мм и мультиплетную установку УСФ-0,28/7.

Мембранное разделение различных растворов осуществляли на фильтрационных ячейках ФМ-02 объемом 10, 200, 1000 мл с магнитной мешалкой, тонкоканальной установке ФТ-01, опытной ультрафильтрационной установке "фильтр-пресс" УФ-5 и ультрафильтрационных разделительных модулях на полых волокнах фирмы Мем-Текс (РФ г. Мытищи): УВА-2-5ПА, УВА-2-15ПА, УВА-2-50ПА, УВА-2-100ПА и модифицированной установке УФУ с центробежным насосом марки ЦНГ-0,5/10.

Для сублимационного высушивания биопрепаратов использовали лабораторное и промышленное холодильное и сублимационное оборудование "Reveo", NZ-280/75, S.M.J., "USIFROID", TG-50.5; для распылительного -установка " Niro Atomizer" [114].

В экологических опытах использовали опытно-промышленные установки по очистке сточных вод от биогенных элементов (углерод, азот, фосфор) и переработке твердых отходов животноводства и птицеводства в компосты высокого качества.

Обработку сточных вод проводили в трехфазных псевдоожиженных системах, позволяющих получить максимальное качество очистки стоков до уровня сброса в водоисточники рыбохозяйственного назначения [65].

Статистические методы

Для оптимизации технологического этапа глубинного культивирования микробной культуры использовали метод математического планирования -метод Гаусса - Зайделя, обеспечивающего достижение максимально возможного результата в промышленном аппарате на основе данных, полученных на пилотной установке [124].

Расчеты и построение графиков осуществляли с помощью пакета MICROSOFT OFFICE EXCEL 2010, построение технологических и аппаратурных схем - с помощью программы Microsoft Office VISIO 2010 [124].

Обработку результатов (с числом повторов п> 3) проводили методами Кербера в модификации Ашмарина, наименьших квадратов, статистических критериев Стьюдента-Фишера (t-критерий) и Кокса-Стюарта с использованием стандартных программ MATHCad-2001 [13, 95, 194].

Статистическая обработка данных проведена с помощью стандартного пакета программ Microsoft Office Excel 2007. В экспериментальных исследованиях представлены средние результаты с вероятностью 95% [96].

В работе использовали современное технологическое и аналитическое оборудование; классические и оригинальные вирусологические, микробиологические, биохимические методы исследований [177], раскрытые далее по тексту.

Анализ емкости рынка биотехнологических препаратов для сельскохозяйственных отраслей АПК и прогноз предполагаемого объема их

потребления

I

Земледелие

I

Животноводство

Обработка пашни

Растениеводство

ЕГИ

Скотоводство

КРС

МРС

Свиноводство

1 1 г 1 1

Повышение Повышение Борьба с Повышение

плодородия урожайности болезнями продуктивности

I

Птицеводство

Бройлеры Несушки

и

Борьба с болезнями

Биопрепараты микробиологической природы

т

Пробиотики Синбиотики Пребиотики Симбиотики

Улучшение

кормовой базы

Вакцины Диагностикумы

I

I

Кормовые и биологически активные добавки

т

Унифицированная современная технологическая блочно-модульная линия производства биопродукции для нужд АПК

I

Усовершенствование промышленных технологий экологически безопасного производства биологических препаратов разных групп для ветеринарии

I

I

Переработка биосырья и отходов пищевой и сельскохозяйственной промышленности

Типовая структура биозавода модульного типа с гибкими универсальными технологическими линиями

I

Биоиндустриальные схемы очистки жидких и переработки твердых отходов

«Концепция научною обеспечения создания и развития региональных биологических предприятий по производству препаратов для защиты животных, растений и средств, повышающих эффективность функционирования агропромышленного комплекса Российской Федерации»

Рис.2. Методологическая схема построения диссертационной работы.

3.2. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.2.1. Анализ динамики изменения поголовья сельскохозяйственных животных, оценка емкости рынка и прогноз предполагаемой потребности животноводства в биотехнологических препаратах.

Россия была и остается сельскохозяйственной страной и одним из крупнейших экспортеров продукции сельского хозяйства. На сегодняшний день в стране представлены практически все сельскохозяйственные отрасли и подотрасли. К ним относятся - растениеводство, включая производство зерновых и зернобобовых культур, кормовых культур, технических культур и т.д.; животноводство, включая скотоводство, в том числе молочное, молочно-мясное и мясное, овцеводство, свиноводство, птицеводство, рыбоводство и др..

На территории России находится 10% пашни всего мира и 50% чернозема. Однако в последние десятилетия страна превращается в импортера сельскохозяйственной продукции.

На сегодняшний день сельское хозяйство России находится между стагнацией и падением производства. Отрицательно сказываются на отрасли: отток квалифицированных кадров из села, отсталость материально-технической базы, отсутствие развитой инфраструктуры в сельском хозяйстве. Осложнили обстановку мировой кризис и засуха.

В 2008 году, показав рекордное значение за последние 10 лет, объемы выпуска сельскохозяйственной продукции выросли по отношению к 2007 году на 10,8%. Однако, в 2009 году этот показатель составил только 1,2% (за последние 10 лет это самый низкий показатель). В июне 2010 года объем продукции сельского хозяйства всех сельхозпроизводителей в действующих ценах составил 149,6 млрд рублей, а в июне 2009 года - 151,1 млрд рублей, в I полугодии 2010г. - 691,6 млрд рублей, в I полугодии 2009г. - 669,8 млрд рублей [161].

В таблице 7 представлены показатели продукции сельского хозяйства.

Продукция сельского хозяйства (в фактически действовавших ценах, млрд руб.)

Годы Сельское В том числе

хозяйство растениеводство животноводство

Хозяйства всех категорий

2009 2515,9 1238.9 1277,0

2010 2587,8 1191,5 1396,3

2011 3261,7 1703,5 1558,2

2012' 3190,4 1474,7 1715,7

'-Данные [] 178]

Чтобы оценить спрос и прогнозировать потребление биопрепаратов, необходимо было оценить состояние сельскохозяйственных отраслей АПК -основных потребителей продукции. Для этих целей были выбраны животноводство и растениеводство.

3.2.1.1. Животноводство

Динамика потребления ветеринарных препаратов напрямую связана с динамикой развития животноводства.

На животноводство приходится 40% от общего объема мирового сельскохозяйственного производства. С начала 90-х годов в России произошел значительный спад производства животноводческой продукции.

В настоящий момент эта отрасль имеет положительную динамику, благодаря ряду целевых программ, направленных на ее развитие:

1. «Развитие пилотных семейных молочных животноводческих ферм на базе крестьянских (фермерских) хозяйств на 2009-2011 гг.»;

2. «Развитие молочного скотоводства и увеличение производства молока в Российской Федерации на 2009-2012 гг.»;

3. «Развитие мясного скотоводства России на 2009 -2012 гг.»;

4. «Развитие свиноводства Российской Федерации на 2010 - 2012 гг.»;

5. «Развитие птицеводства в Российской Федерации на 2010-2012 гг.»;

6. «Концепция развития отрасли до 2020 г.» (птицеводство);

7. «Об утверждении отраслевой программы «Разведение одомашненных

видов и пород рыб (развитие сельскохозяйственного рыбоводства) в Российской Федерации на 2011-2013 гг.» Приказ Минсельхоза РФ от 31 марта 2011 г. №86.

На поддержку животноводства только в 2009 году было выделено из федерального бюджета 57,8 млрд рублей, из них 3 млрд 982 млн рублей направлено на развитие мясного скотоводства.

Наибольшее развитие в России получили мясомолочное и мясошерстное животноводство.

Мясомолочное и мясошерстное скотоводство. По данным Росстата [160] в I полугодии 2010 г. поголовье крупного рогатого скота было равно 21,7 млн голов, что на 2,2% меньше по сравнению с аналогичным периодом 2009 года. Поголовье коров сократилось на 1,4% (9,0 млн.), свиней - 1,8% (снижение на 18,6 млн.), овец и коз - 1,1% (снижение на 24,6 млн.). Обеспеченность скота кормами в расчете на одну условную голову скота в сельхозпредприятиях к началу мая 2010 г. была на 11 процентов выше, чем год назад.

1 марта 2012г. поголовье крупного рогатого скота в сельхозорганизаци-ях РФ (без учета поголовья в личных хозяйствах) составило 9207,7 тыс голов (Росстат) [161]. Ежемесячно (январь-февраль) темпы роста поголовья были выше не только прошлогодних (0,5%), но и средних за 5 лет (0,6) - данные ИА «Казах-Зерно» [80].

На 01.01.2013г. поголовье крупного рогатого скота в хозяйствах всех категорий по оценке составило 20,1 млн голов или 99,9% к соответствующему периоду 2012 года, в том числе: коров - 9,0 млн голов или 100,5%.

Динамика поголовья крупного рогатого скота в РФ по годам представлена на рис. 3.

10--------

I I

5---т----|-----|--}----

0 -I-------

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014

ГОД

Рис. 3 Динамика поголовья крупного рогатого скота в РФ по годам. 9

Овцеводство и козоводство. По данным РБК (РосБизнесКонсалтинг -информационное агентство) [150] в РФ, несмотря на кризисную ситуацию в экономике 2008-2009 гг. поголовье овец и коз медленно росло. На выходе из кризиса поголовье овец и коз в 2009 году в России увеличилось на 1% и достигло уровня 22 млн голов.

Аномально жаркая погода отрицательно повлияла на численность поголовья овец и коз, которое по итогам 2010 года сократилось на 1,0% и составило около 21,8 млн голов. Крупнейшими по численности поголовья овец и коз являются Южный (в т.ч. Северо-Кавказский), Сибирский и Приволжский федеральные округа. В Южном Федеральном Округе в 2010 году поголовье составило около 14 млн голов, что в 4,1 раза превышает показатель Сибирского ФО. Доля Южного ФО в федеральной структуре поголовья овец и коз составляет более 63%, Сибирского ФО - более 15,3%, Приволжского ФО - около 14%. На долю Центрального, Уральского и Северо-Западного федеральных округов, вместе взятых, приходится около 7,3% общей численности овец и коз. Лидерами по численности поголовья овец и коз являются Республики Дагестан (более 20,5%) , Калмыкия (10,3%), и Ставропольский край (около 10%). На долю Астраханской области, Республики Тыва, Карачаево-Черкесской Республики, Республики Башкортостан, Ростовской и Волгоградской областей в общей

сложности приходится 27% поголовья овец и коз России. В 2012 г. поголовье составило 27,4 млн гол., на 1 января 2013г. - 24,4 млн гол.

Динамика поголовья мелкого рогатого скота в РФ по годам представлена на рис. 4.

30

со

о

§ 25

С^ 20

1

15

10

5

О

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014

ГОД

6

Рис. 4 Динамика поголовья мелкого рогатого скота в РФ по годам.

Свиноводство. По данным экспертов ИА "ИМИТ" поголовье свиней во всех категориях хозяйств России на I октября 2011 г. составило 18 776,2 тыс голов, что на 0,4% (на 73,7 тыс голов) больше, чем на аналогичную дату 2010 года (результаты исследования "Российский рынок свинины в январе-октябре 2011 года") [156]. При этом численность животных в сельхозорга-низациях возросла на 4,6% (на 509,5 тыс голов) до 11 682,6 тыс голов, в хозяйствах населения снизилась на 4,9% (на 329,0) тыс. голов до 6 334,7 тыс голов, в крестьянско-фермерских хозяйствах - упала на 12,5% (на 106,8 тыс голов) до 748,9 тыс голов. Производство свинины в убойном весе в январе-сентябре 2011 г. составило 1519,1 тыс тонн (2072,5 тыс тонн в живом весе), что на 5% больше, чем за аналогичный период 2010 года. Производство в сельхозорганизациях возросло на 9,5% до 936,8 тыс тонн, в хозяйствах населения снизилось на 2,4% до 541,2 тыс тонн, в крестьянско-фермерских хозяйствах выросло на 11,5% до 41,1 тыс тонн. В общем объеме производства свинины в России в январе-сентябре 2011 года, доля сельхозорганизаций со-

27 ,4 >4 ,4

21

А,В л 1 8

ставила 61,7%, доля хозяйств населения - 35,6%, доля крестьянско-фермерских хозяйств - 2,7%. К окончанию 2011 г. доля хозяйств населения, как ожидается, существенно возрастет, что обусловлено сезонным увеличением производства в данной категории хозяйств в IV квартале.

На 1 марта 2012 г. поголовье свиней в сельхозорганизациях РФ составило 11711,9 тыс голов, что на 7,7% больше показателей прошлого года на эту же дату, помесячные темпы роста поголовья (1,8%) существенно выше прошлогодних (0.8%) и средних за 5 лет (1,0%).

На 01.01.2013 г. зарегистрировано 18,6 млн голов свиней или 107,7% к уровню соответствующему периоду 2012 года.

Динамика поголовья свиней в РФ (по годам) представлена на рис. 5.

По данным маркетингового исследования мирового и российского рынка свинины, проведенного компанией GLOBAL REACH CONSULTING (GRC) [104], в 2011 г. объем российского рынка свинины в натуральном выражении вырос на 4%.

год

Рис. 5. Динамика поголовья свиней в РФ (по годам).

В последние годы темпы роста импортных поставок мяса и мясной продукции в России превышали темпы роста внутреннего производства, однако

в 2009 г. ситуация изменилась. Объем импорта существенно сократился, а внутреннее производство выросло. Но, не смотря на это, доля импортной свинины на российском рынке все еще существенна - в 2011 г. она составила 30% (против 35% в 2009 году).

Основным экспортером, обеспечивающим около 20% поставок свинины на российский рынок, является Бразилия. Однако в последние годы доля данной страны в объеме российского импорта снижается - Россия все чаще предпочитает закупки данного вида мяса из Канады и Германии, т.к. продукция, поставляемая из данных стран, имеет высокое качество и цены ниже бразильских.

Согласно целевой программе Министерства сельского хозяйства к 2020г. производство свинины в России планируется довести почти до 6 млн. тонн. Возможные источники роста производства свинины планируется получить за счет реконструкции и модернизации существующих свинокомплексов индустриального типа, строительства новых, высокотехнологичных предприятий и увеличения производства в сельхозпредприятиях и хозяйствах населения. Это позволит полностью обеспечить внутренние потребности и свести долю импортной продукции к минимуму.

Рынок свинины будет прирастать на 6-8% [156]. Объем производства свинины в России в 2010 году вырос почти на 15%. При этом рост производства свинины наблюдается только в трех из восьми федеральных округов. Почти половина всего производства свинины в России приходится на Центральный федеральный округ, где производство сконцентрировано преимущественно в Белгородской области.

В структуре производства большая доля приходится на свинину парную, остывшую, охлажденную, при этом замороженное мясо производится в существенно меньших объемах.

К факторам, влияющим на рост производства свинины можно отнести снижение себестоимости производства; сокращение издержек на корма; модернизацию производства. Государственная политика по поддержке отечест-

венной мясной отрасли, направленная на сокращение квот на ввоз импортного мяса, в том числе свинины, способствует сокращению объема импорта свинины в Россию. До недавнего времени проблема импорта отягощалась для российских производителей ввозом живых свиней на убой, поставки которых не квотировались и облагались довольно низкими пошлинами. С начала 2010 года правительство увеличило пошлины на ввоз живых свиней.

Экспорт отечественной свинины практически не развит. Эксперты прогнозируют активный рост экспорта после 2015 года. Этому должна способствовать отраслевая программа развития свиноводства на 2010-2012 гг., одной из задач которой является увеличение производства свинины с целью выхода на мировые рынки.

По прогнозу аналитиков, государственные меры поддержки свиноводства дают положительный эффект - рынок свинины имеет положительный тренд развития и, в период 2011-2014гг. будет прирастать в среднем на 6-8% ежегодно [150].

Птицеводство Поголовье птицы, составило 466,4 млн голов, т.е. выросло на 7,0%. В 2009 году по сравнению с 2008 годом выросло производство молока на 0,7%, яиц - 3,4%, скота и птицы на убой - 6,6% [200].

В 2011 г. прирост мяса птицы составил 326 тыс тонн, яиц - 444 млн. штук. Увеличились объемы мяса птицы в убойной массе и составили 3 млн. 173 тыс тонн, яиц - 41 млрд. В 2012 году планируется увеличение производства отечественного мяса птицы на 250 тыс тонн, что составит 3 млн 420 тыс. тонн, что соответствует сложившемуся объему потребления в стране. В 2011 году сложилась следующая структура производства мяса птицы: 89% - бройлеры, 6% - технологическая выбраковка яичных кур и 5% - индейки, гуси, утки). В последние годы в России значительно увеличилась доля мяса птицы в объеме произведенных мясных ресурсов и составила 42%.

Поголовье птицы в сельхозпредприятиях России на 1 марта 2012 г. составило 385796,3 тыс. голов. Это на 10,3% больше, чем было на 1 марта 2011 г. Помесячные темпы роста поголовья составило (1,6%), в то время как в про-

шлом году они были минусовыми (-0.1%). Средние помесячные темпы роста за 5 лет составляли (0,6%) [151].

На 1 января 2013 г - птицепоголовье в сельхозпредприятиях - 390, 8 млн. голов или 105,9% [150, 151].

Динамика поголовья птицы в РФ (по годам) представлена на рис.6.

ш

0

1 I

с; 5

400

390

380

370

360

350

340

330

] 39)

381 38

36£

357

347

¡9 342 ,72

2000

2002

2004

2006

2008

2010

Рис.6 Динамика поголовья птицы в РФ.

2012 ГОД

В таблице 8 представлены показатели производства продукции животноводства.

Таблица 8

Производство основных видов продукции животноводства (в сельхозорганизациях)

Год 2009 2010 2011 2012

Скот и птица на убой (в живой массе), тыс. т 5482 6101 6617 7400

Молоко, тыс. т 14495 14313 14395 14752

Яйца, млн шт. 29858 31316 31849 32769

Шерсть, тыс. т 10.8 10.5 9.5 9.9

Рыбоводство

Произошедший с начала 90-х годов значительный спад производства животноводческой продукции затронул и продукцию рыбоводства. К 1996 году по сравнению с 1989 годом производство рыбы снизилось более чем в 4 раза. В последующие за этим годы удалось стабилизировать положение в отрасли, что позволило ей с 1998 года выйти на положительную динамику роста рыбоводной продукции. Прирост производства рыбы за период стабилизации ежегодно составлял 10 - 15%. В настоящее время сельскохозяйственное рыбоводство Российской Федерации в короткие сроки увеличило объемы производства рыбы в 3 раза.

Следует отметить, что в стабилизации и обеспечении прироста продукции рыбоводства огромная роль отводится не только работе по обеспечению рыбоводных предприятий качественным высокопродуктивным племенным материалом и оптимизации технологических режимов выращивания рыбы. Значительное внимание уделяется вопросу совершенствованию защиты рыб от болезней, что позволило значительно увеличить продуктивность и сократить затраты кормов.

По данным Минсельхоза РФ производство товарной рыбы увеличено с 106,4 тыс тонн в 2010 году до 153 тыс тонн в 2013 году; производство рыбо-посадочного материала с 27,8 тыс тонн в 2010 году до 39,6 тыс тонн в 2013 году [161]. Оборот организаций рыболовства и рыбоводства в сентябре 2013г. составил 10,6 млрд рублей, что в действующих ценах на 6,0% больше, чем в соответствующем периоде предыдущего года, в январе-сентябре 2013г. - 100,4 млрд рублей и на 2,2% больше [94].

Таким образом, анализ структуры животноводства и развития отрасли свидетельствует о положительных тенденциях роста поголовья сельскохозяйственных животных (мясомолочное и мясошерстное скотоводство, свиноводство, птицеводство и рыбоводство) после длительного периода спада и стагнации, что позволяет провести оценку спроса и составить прогноз потребности в биотехнологических препаратах для животноводства.

3.2.1.2. Производство лекарственных средств (JIC) для ветеринарии

Развитие животноводства в России напрямую зависит от успешной реализации целого комплекса мероприятий, обеспечивающих эпизоотическое благополучие хозяйства, куда входят ветеринарно-санитарные мероприятия; соблюдение технологии выращивания; использование пробиотиков, фитопрепаратов, а также препаратов, поддерживающих иммунную систему в качестве общеукрепляющих, повышающих резистентность и стрессоустойчи-вость [77, 86, 92,106,174,180].

К ветеринарным биотехнологическим препаратам относятся лекарственные средства для животных, производимые из клеточных и субклеточных структур клеток животного происхождения и микроорганизмов (бактерии типа E.coli, дрожжи и пр.) [16, 174, 272].

Агробиологическая промышленность РФ сегодня представлена федеральными государственными унитарными предприятиями (биокомбинаты, биофабрики) и федеральными государственными учреждениями (научно-исследовательские и контролирующие институты), входящими в Ассоциацию "Ветбиопром", а также другими производителями ветеринарной иммунобиологической продукции, которые имеют различную форму собственности (всего около 20 предприятий). Ветеринарная практика успешно использует отечественные биопрепараты и с помощью их достигла ликвидации многих инфекционных болезней животных. В настоящее время в России выпускается свыше 250 наименований иммунобиологических препаратов общим объемом порядка 20 млрд. доз, из них диагностикумов - 83, в том числе в виде наборов и тест-систем - 45. Подразделение препаратов по видам животных: для крупного рогатого скота - 23; мелкого рогатого скота - 8; свиней - 35; птиц - 49; лошадей - 3; пушных зверей и домашних животных - 23; для других видов сельскохозяйственных животных - 31 [109]. К настоящему времени из 27 государственных предприятий агробиологической промышленности СССР сохранилось лишь 8, в том числе 3 учреждения.

Анализ состояния российского рынка ветеринарных препаратов

Ветеринарный рынок на 2011 год оценивался в $ 21,1 млрд и 63% этой суммы приходилось на лекарственные препараты ($ 13,3 млрд), 25% - на биологические препараты ($ 5,27 млрд) и 12% - на лекарственные кормовые добавки ($ 2,5 млрд). Прогнозируемый в дальнейшем рост данного рынка составит больше 100%, при этом доля групп препаратов немного изменится: больше будет приходиться на биологические препараты и кормовые добавки, а доля лекарственных препаратов снизится до 50% [30, 104].

TriMarkPublications.com в своем недавно опубликованном «Рынке ветеринарного здравоохранения» прогнозирует рост ветеринарных товаров медицинского рынка более чем на $ 28 млрд к 2017 году. Ветеринарные препараты могут быть разделены на три основные группы: ветеринарные препараты, биологические препараты и лекарственные кормовые добавки [30, 120].

Мировой рынок ветеринарных препаратов довольно перспективен: средние ежегодные темпы роста составляют 7,2%, в то время как рынок фармацевтических препаратов для людей прибавляет ежегодно не более 1,3%. Кроме того, рынок ветеринарных лекарственных препаратов более стабилен по сравнению с рынком лекарств для людей.

Современный объем продаж ветеринарных препаратов в мире превышает 25 млрд долл, из которых 40% - продажи препаратов для домашних животных, а 60% - для сельскохозяйственных. Объем мирового рынка ветеринарных биотехнологических препаратов превышает 8 млрд долл., а его емкость - более 30 млрд долл.[120].

Российский рынок ветеринарных биотехнологических препаратов также показывает положительную динамику, что является следствием эпизоотической ситуации в стране, а также роста основных отраслей-потребителей -птицеводства и животноводства (скотоводство, свиноводство).

Объем российского рынка ветеринарных биотехнологических препаратов оценивалсяся около 4 млрд руб. Средние темпы роста за последние четыре года были на уровне 8-9%.

Ассортимент ветеринарной биотехнологической продукции складывается, главным образом, из препаратов для птиц, так как наиболее развитой отраслью животноводства является птицеводство.

Потребителем ветеринарных биотехнологических препаратов является агропромышленный комплекс РФ (сельскохозяйственные организации, крестьянские и фермерские хозяйства и хозяйства населения).

Емкость рынка России ветеринарных препаратов (включая химфарм-препараты) оценивается не менее, чем 170 млн евро в год.

Проведенный нами мониторинг рынка биопрепаратов в РФ свидетельствует о том, что потребность внутреннего рынка вплоть до 2005 г. в основном удовлетворялась отечественными производителями. Однако в период с 2001 по 2011 г импорт вакцин в РФ увеличился более чем в 80 раз, что привело к снижению доли российских вакцин на внутреннем рынке с 90% (2001г.) до 30 -50% в 2010 г., наибольшая доля импорта (около 60%) приходится на вакцины для птиц (март 2012) [30].

Благодаря усилиям отечественных и зарубежных компаний количество лекарственных средств для ветеринарного применения на российском рынке в последние годы увеличилось.

По данным ВГНКИ [126] в 2011 г. и начале 2012 г. на российский рынок поступило 560 ветеринарных иммунобиологических препаратов (табл. 10), из них 39,4 % были изготовлены 18 зарубежными, а 60,6 % - 26 отечественными предприятиями. Число диагностикумов ровнялось 189, из них 164 (86,8 %) произведены в России и 25 (13,2 %) поступили из-за рубежа.

Из таблицы 9 видно, что наиболее многочисленны (32,5 %) вакцины и диагностикумы, применяемые в птицеводстве. Для свиней, крупного и мелкого рогатого скота, а также плотоядных предназначено 19,6; 17,3 и 14,8 % этих средств соответственно. Группа препаратов, которые условно можно назвать «универсальными», поскольку их назначение - диагностика и профилактика болезней общих для разных видов животных (бешенство, леп-

тоспироз, бруцеллез, грипп, дерматофитоз и др.) насчитывает 67 (12 %) наименований.

Таблица 9

Вакцины и средства диагностики для разных отраслей животноводства РФ в

2011-2012гг.

Вид Количество препаратов Число

животных %

Птицы 182 32,5

Свиньи 110 19,6

Крупный и мелкий рогатый скот 97 17,3

Плотоядные 83 17,3

Лошади 12 2,1

Кролики 4 0,7

Телята, ягнята, поросята 2 0,4

Свиньи и овцы 2 0,4

рыбы 1 0,2

Другие виды животных 61 12

Всего 560 100

Для остальных видов и групп животных на наш рынок поступает от 0,2 до 2,1 % данного типа продукции.

Все средства диагностики болезней крупного рогатого скота, лошадей и универсального назначения, а также 91,2; 78,3 и 56,0 % диагностикумов болезней свиней, птиц и плотоядных соответственно поставляют отечественные производители. В секторе иммунобиологических препаратов для птиц, свиней и плотоядных около половины отечественных препаратов замещены импортными (46,7 - 51,7% и 48,3 - 53,2 % соответственно).

В то же время отечественные производители практически полностью обеспечивают вакцинами крупный рогатый скот (91,9 %) и объединенную группу «другие виды животных» (81,6 %).