Ученые создали условия для выращивания растений в Арктике и космосе

Исследователи Ботанического сада ТГУ, Института сильноточной электроники СО РАН и ТПУ реализовали междисциплинарный проект, в рамках которого изучали оптимальные параметры УФ-излучения для предпосевной обработки семян и фотосинтетически активной радиации для выращивания хозяйственно-ценных растений. Предлагаемый подход позволит выращивать различные культуры в условиях искусственного освещения, в том числе в замкнутых системах жизнеобеспечения и зонах критического земледелия, включая Арктику. Исследования проводились при поддержке Научного фонда ТГУ им. Д.И. Менделеева.

– Проведены испытания новой облучательной установки, созданной учеными ТПУ, которая позволяет в ручном и автоматическом режимах контролировать спектральный состав и интенсивность освещения, – рассказывает заведующая лабораторией физиологии и биотехнологии растений СибБС ТГУ Татьяна Астафурова. – Наша задача состояла в оценке степени воздействия нового устройства на процессы жизнедеятельности растений и подборе наиболее эффективных световых режимов с учетом видовой, сортовой и возрастной особенностей растений.

Как отмечает Татьяна Астафурова, применение разных участков спектра оптического излучения позволяет влиять не только на структурно-функциональные характеристики растений, но и регулировать их урожайность, продлевать срок хранения, изменять обмен веществ, улучшать питательные свойства. Так, например, у лекарственных растений можно повышать содержание биологически активных веществ (БАВ), получать микрозелень с заданными свойствами.

– Этот подход позволяет выращивать экологически чистые крепкие растения без «химии» в условиях ограниченного освещения, – говорит Татьяна Петровна. – Фоторегуляция растений перспективна для территорий со сложными климатическими условиями и при нехватке пахотных земель (вертикальное земледелие). Ее можно использовать в установках замкнутого цикла. Однако результативным данный метод будет только при наличии высокотехнологичных источников излучения, поэтому во многих странах сейчас идут активные работы по их созданию. Необходимы источники света нового поколения – энергоэффективные, безопасные и рентабельные. Междисциплинарные проекты, подобные нашему, помогают приблизиться к этой цели и обеспечить новым осветительным устройствам нужные характеристики.

Второй блок проекта был реализован совместно с ИСЭ СО РАН. Ученые отрабатывали новый способ предпосевной обработки семян и выведения их из состояния покоя. В качестве инструмента использовали УФ-облучение от эксиламп, разработанных сотрудниками института. При этом дозовая зависимость подбиралась индивидуально для разных культур, в том числе для твердосемянных и труднопрорастаемых.

В ходе испытаний удалось получить новые данные о влиянии УФ-облучения на посевные качества семян растений с длительным сроком хранения и низкой всхожестью (пшеница, рыжик, донник, клевер и др.) и добиться улучшения данного показателя.

– Существуют разные способы вывода семян из состояния покоя, в том числе механические, химические, физические и т.д, – рассказывает Татьяна Астафурова. – Вместе с исследователями ИСЭ СО РАН мы попытались найти более экологичный и эффективный подход. Полученные результаты в перспективе могут служить основой новой технологии обработки семян для улучшения их прорастания и повышения урожайности различных культур.