Ученые 68-й Российской антарктической экспедиции Арктического и антарктического научно-исследовательского института совместно с коллегами из Агрофизического научно-исследовательского института и Института медико-биологических проблем РАН успешно завершили первый эксперимент по выращиванию арбузов на антарктической станции Восток – в самом холодном месте Земли. С использованием беспочвенной технологии «панопоника» за 103 дня на шести растениях удалось вырастить восемь спелых и сладких плодов. В перспективе ученые намерены вырастить на станции Восток лесные ягоды.
Благоприятные для растений условия - температуру и влажность воздуха, ученые создали с помощью фитотехкомплекса, специально разработанного Агрофизическим институтом для станции Восток. При выращивании растений использовали тонкослойный почвозаменитель, питательные растворы и специально подобранное освещение, спектр которого приближен к солнечному свету. Высадку двух сортов скороспелых арбузов, отобранных по высоким вкусовым качествам и способности адаптироваться к низкому атмосферному давлению и дефициту кислорода, произвели в начале апреля. Ручное опыление провели в конце мая, а уже в июле полярники смогли попробовать первые плоды.
«Помимо научного интереса и прямой практической пользы в виде свежих овощей, ягод и зелени наш совместный проект несет в себе ряд важных дополнительных преимуществ. Оранжерея на станции благоприятно воздействует на эмоциональное состояние полярников, многие месяцы находящихся в обособленном коллективе, в условиях полярной ночи, низких температур и ограниченного жизненного пространства. Внедрение практики выращивания растений на всех российских полярных станциях обсуждается давно, но для этого требуется точный расчет эффективности и стоимости реализации проекта. Текущие эксперименты позволяют создать базу для расчета необходимых площадей, объемов посадочного материала, количества и квалификации специалистов. Работы в этом направлении будут продолжены», - рассказал директор Арктического и антарктического научно-исследовательского института Александр Макаров.
«По сравнению не только с отечественными, но и с зарубежными аналогами, наша система выращивания растений демонстрирует высокие показатели производительности и качества выращенной продукции при довольно низких энергозатратах на единицу площади. Ученые Агрофизического института предлагают наиболее адаптированные к месту размещения фитотехкомплексы и посадочный материал, а главное помогают управлять процессом выращивания различных сельскохозяйственных культур в этих системах, в том числе в суровых условиях Антарктики», - подчеркнул директор Агрофизического научно-исследовательского института Юрий Чесноков.
«Данные о физиологическом состоянии полярников на антарктической станции Восток – об их реакции на присутствие растений и влиянии последних на психолого-эмоциональную составляющую жизнедеятельности коллектива – бесценная основа для формирования условий проживания людей в замкнутых системах на будущих космических станциях на Луне и других планетах», - отметил директор Института медико-биологических проблем РАН Олег Орлов.
«Технология выращивания растений в наших фитотехкомплексах разработана таким образом, чтобы с ней могли работать неспециалисты. Это заметно расширяет спектр ее применимости. Вариативное пространственное техническое решение комплекса может быть адаптировано практически под любое пространство. Различного вида одно- и многоярусные стеллажи, вертикальные конструкции, приборы для регуляции условий воздушной среды в зоне роста можно компоновать исходя из параметров будущего растения – это своего рода конструктор. Такие фитотехкомплексы можно с успехом применять для выращивания сельскохозяйственных, лекарственных и декоративных растений не только на полярных станциях, но и в местах проживания и работы людей, даже в школьных и студенческих столовых, кафе и ресторанах. Работоспособность системы выращивания растений проверена в самых суровых условиях», – рассказала научный руководитель эксперимента, заведующая отделом светофизиологии растений и биопродуктивности агроэкосистем Агрофизического научно-исследовательского института Гаянэ Панова.
«Результаты эксперимента впечатляющие – нам удалось вырастить самые южные арбузы в самых суровых условиях Антарктиды, по вкусу и аромату не хуже домашних! Размер плодов до 13 см в диаметре, а их вес до 1 кг. Естественно все полярники были рады вспомнить вкус лета. Даже наблюдение за всходами, ростом, появлением плодов и их увеличением доставляло позитивные эмоции. Агрофизический институт нас предупреждал ещё на стадии заказа, что арбуз самое «капризное» растение, но мы всё равно выбрали его – чем сложнее задача, тем она интереснее. В ближайшее время мы ожидаем не менее внушительный урожай огурцов», – поделился результатами своего труда ведущий геофизик Арктического и антарктического научно-исследовательского института на станции Восток Андрей Тепляков.
На следующем этапе ученые планируют отработать технологию выращивания в самой холодной точке планеты ежевики, голубики и земляники.
Совместный эксперимент «Растения» по выращиванию овощных культур на станции Восток проходит с февраля 2020 года. Ранее успешно отработана система выращивания 80 сортов различных листовых и листостебельных овощных культур. В прошлом сезоне на станции выращено 28,5 кг низкорослого томата двух сортов и 9 кг перца из расчета на 1 кв. метр. Среди листовых овощных культур выращиваются щавель, руккола, листовая капуста, кресс-салат, листовые горчица и репа, салатные культуры, амарант, мангольд, портулак, петрушка, укроп, базилик, шпинат и другие. По сравнению с современными тепличными комплексами, использующими гидропонные технологии с искусственной досветкой и регулируемыми условиями микроклимата, урожайность наиболее приспособленных листовых и листостебельных овощных культур в нашем фитокомплексе-оранжерее в 1,2-2 раза выше.
Фото и видео: Андрей Тепляков, Иван Сергеев, ААНИИ
Станция Восток – единственная круглогодичная внутриконтинентальная российская станция в Антарктиде. Она была основана 16 декабря 1957 года на равнинной снежной поверхности ледникового плато на высоте 3 488 метров над уровнем моря в 1460 км от побережья. Климатические условия на станции Восток самые суровые на Земле. Зимой температура ежегодно опускается ниже значений –70°С, а в летние месяцы крайне редко поднимается выше -30°С. Именно на станции Восток в июле 1983 года была зафиксирована самая низкая температура воздуха на планете – минус 89,2°С. Температурный максимум, зарегистрированный на станции Восток – минус 13,6°С. При этом среднегодовое атмосферное давление в районе расположения станции составляет 624,2 гПа, а средняя годовая относительная влажность воздуха – 71%. В настоящее время на станции ведется строительство нового зимовочного комплекса Восток, который станет не только уютным домом для полярников, но и современным российским научно-исследовательским центром в Антарктике.
Российская Антарктическая экспедиция (РАЭ) – непрерывно работающая экспедиция Арктического и антарктического научно-исследовательского института в Антарктике. В РАЭ участвуют зимовщики и сезонные отряды, работающие антарктическим летом. В Антарктиде сотрудники института постоянно ведут мониторинг изменений природной среды на 5 круглогодичных станциях: Новолазаревская, Беллинсгаузен, Мирный, Прогресс и Восток. В летний период выполняют работы на сезонных полевых базах Молодёжная, Дружная-4, Оазис Бангера, Русская и Ленинградская.
Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ) – ведущий мировой научный центр по исследованию полярных областей Земли. Институт проводит весь цикл работ в высоких широтах в интересах Российской Федерации и коммерческих компаний. Научные подразделения института занимаются фундаментальными и прикладными исследованиями климата, процессов в атмосфере, ближнем космосе, морской среде и ледяном покрове. ААНИИ является государственным оператором для организации и осуществления деятельности в Арктике и Антарктике. Распоряжением Правительства Российской Федерации от 8.10.2012 г. №1872-р Арктический и антарктический НИИ назначен государственным оператором для организации и осуществления деятельности в Антарктике в интересах Российской Федерации. За 100 лет научной работы специалистами института организовано около 1 100 экспедиций в Арктику и Антарктиду. В 1994 году институту был присвоен статус государственного научного центра Российской Федерации. В настоящее время ААНИИ входит в структуру Росгидромета. С 2017 года институт возглавляет доктор географических наук, профессор РАН Александр Макаров.
Агрофизический научно-исследовательский институт (АФИ) является институтом первой категории по профилю «Генераторы знаний» и ведущей научной организацией России. С 1932 года институт занимается научными исследованиями и разработками в области агрофизики, земледелия, агропочвоведения, мелиорации и растениеводства, а также выявления физических, физико-химических, биофизических процессов и механизмов взаимодействия генотип-среда в системе «почва – растения – деятельный слой атмосферы» с целью установления основных закономерностей продукционного процесса для разработки научных основ, методов, технических, математических средств и агроприемов рационального использования природных ресурсов, повышения эффективности и устойчивости агроэкосистем в полевых и регулируемых условиях, создания новых форм растений с прогнозируемым комплексом хозяйственно ценных признаков. На основе знаний о механизмах и закономерностях взаимодействия растений со средой обитания, получаемых при физико-химическом и математическом моделировании агроэкосистем, разрабатываются новые высокоэффективные экологически безопасные приемы, технологии и средства управления продукционным процессом сельскохозяйственных культур и качеством получаемой растительной продукции, в том числе, в экстремальных условиях Арктики и Антарктики; создается оригинальное вегетационно-облучательное оборудование различного типа, включая ризотронную технику для круглогодичного выращивания растений, проведения исследований и производства растительной продукции высокого качества. Созданное оборудование и технологии, помимо антарктической станции «Восток», уже нашли свое применение в ряде школ Мурманской области и гимназий Санкт-Петербурга, а также в некоторых НИИ. За более чем 90-лет существования Агрофизического института его научная деятельность была направлена на решение фундаментальных и приоритетных прикладных задач, а также на проведение научных исследований на экосистемном уровне с целью изучения механизмов функционирования и взаимодействия компонентов агроэкосистем, динамических процессов их трансформации, устойчивости и самовосстановления после антропогенных и естественных воздействий в условиях изменяющегося климата. С 2016 года институт возглавляет доктор биологических наук, член-корреспондент РАН Юрий Чесноков.
Институт медико-биологических проблем (ИМБП) РАН является одним из наиболее авторитетных в мире научно-исследовательских центров, связанных с комплексным решением задач, возникающих при освоении человеком космического пространства. Основные направления деятельности института охватывают актуальные проблемы современной биологии, физиологии, психологии и медицины. ИМБП определен головной организацией по разработке и внедрению в практику системы медико-биологического обеспечения космических полетов различной продолжительности и степени сложности. Институт является ведущей организацией по реализации национальной научной программы медико-биологических исследований на борту пилотируемых и беспилотных комических объектов. В ИМБП ведется разработка штатных медицинских средств, а также целевых полезных нагрузок для проведения опережающих исследований, связанных с медицинским и эргономическим сопровождением создания перспективных космических аппаратов. Подразделения института проводят большой объем фундаментальных и прикладных научно-исследовательских работ по изучению влияния различных экстремальных факторов космического полета на организмы человека и других живых существ с целью расширения потенциала профилактических мероприятий негативного воздействия космической среды; ведут разработку методов и средств обеспечения безопасности, сохранения здоровья и поддержания работоспособности человека в экстремальных условиях; осуществляют научно-практические исследования, связанные с решением проблем обитаемости автономных комплексов и управления функциональным состоянием человека в условиях измененной среды обитания. В ИМБП проводят биоэтическую экспертизу обоснованности и безопасности экспериментальных исследований с участием человека и животных. Постановлением Правительства РФ №648 от 05 июня 1994 года Институту присвоен статус Государственного научного центра Российской Федерации, который был неоднократно подтвержден по результатам мониторинга деятельности Института. В разные годы Институт возглавляли ведущие ученые в области физиологии, космической биологии и медицины: академики А.В. Лебединcкий, В.В. Парин, О.Г. Газенко, А.И. Григорьев и И.Б. Ушаков. В настоящее время директором института является академик О.И. Орлов.