Понадобился тонкослойный заменитель почвы и специальное освещение
Коллектив российских ученых из 68-й Антарктической экспедиции Арктического и антарктического научно-исследовательского института, в сотрудничестве со специалистами Агрофизического научно-исследовательского института и Института медико-биологических проблем РАН, успешно завершил новаторский эксперимент. Им удалось вырастить арбузы на станции «Восток» в Антарктиде, которая считается самой холодной точкой планеты.
Применяя инновационную беспочвенную технологию, известную как «панопоника», исследователи за 103 дня получили восемь спелых и сочных арбузов всего с шести растений. Следующий этап проекта включает выращивание лесных ягод на станции «Восток».
Комфортные для роста растений условия – оптимальные температуру и влажность – были обеспечены благодаря уникальному фитотехкомплексу, специально разработанному Агрофизическим институтом для нужд станции «Восток». В процессе культивирования использовался тонкослойный субстрат вместо почвы, питательные растворы и особая система освещения, имитирующая естественный солнечный свет. В начале апреля были высажены два сорта скороспелых арбузов, специально отобранных за их высокие вкусовые качества и устойчивость к низкому атмосферному давлению и нехватке кислорода. Ручное опыление было проведено в конце мая, а уже в июле полярники смогли насладиться первыми плодами.
Помимо научной ценности и получения свежих продуктов, таких как овощи, ягоды и зелень, оранжерея играет ключевую роль в поддержании эмоционального благополучия полярников. В условиях длительной изоляции, полярной ночи, экстремально низких температур и ограниченного пространства, наличие живых растений оказывает крайне положительный психологический эффект. Обсуждения о внедрении подобных систем на всех российских полярных станциях ведутся давно. Текущие эксперименты закладывают основу для точных расчетов эффективности, затрат, необходимой площади, объемов посадочного материала и квалификации персонала, и работы в этом направлении будут продолжены.
Наша система выращивания растений демонстрирует высокие показатели производительности и качества выращенной продукции при довольно низких энергозатратах на единицу площади, превосходя как отечественные, так и зарубежные аналоги. Ученые Агрофизического института предлагают наиболее адаптированные к месту размещения фитотехкомплексы и посадочный материал, а главное — помогают управлять процессом выращивания сельскохозяйственных культур в этих системах, в том числе в суровых условиях Антарктики.
Данные о физиологическом и психоэмоциональном состоянии полярников станции “Восток”, а также их реакции на взаимодействие с растениями, станут бесценной базой для проектирования жизнеобеспечивающих систем в замкнутых пространствах будущих космических станций на Луне и других планетах.
Технология выращивания растений в наших фитотехкомплексах разработана таким образом, чтобы с ней могли работать неспециалисты, что заметно расширяет спектр ее применимости. Гибкость модульной конструкции позволяет адаптировать систему под любое пространство. Эти комплексы могут быть эффективно использованы не только на полярных станциях, но и в жилых помещениях, на рабочих местах, в школьных столовых, кафе и ресторанах, обеспечивая выращивание сельскохозяйственных, лекарственных и декоративных растений. Эффективность системы доказана даже в самых экстремальных условиях.
Результаты эксперимента впечатляющие: нам удалось вырастить самые южные арбузы в самых суровых условиях Антарктиды, по вкусу и аромату не хуже домашних! Плоды достигали до 13 см в диаметре и весили до 1 кг. Все полярники с радостью встретили возможность ощутить вкус лета, а сам процесс наблюдения за ростом растений и появлением плодов приносил множество позитивных эмоций. Несмотря на предупреждения Агрофизического института о «капризности» арбузов, выбор пал именно на них, руководствуясь принципом «чем сложнее задача, тем интереснее». В скором времени ожидается не менее богатый урожай огурцов.
Дальнейшие планы и перспективы
В дальнейших планах ученых — отработка технологий по выращиванию ежевики, голубики и земляники в условиях самой холодной точки планеты.
Совместный проект «Растения», направленный на выращивание различных овощных культур на станции «Восток», стартовал в феврале 2020 года. К настоящему моменту успешно освоены методы культивации 80 видов листовых и листостебельных овощей. Например, в прошлом сезоне на каждом квадратном метре станции удалось собрать 28,5 кг низкорослых томатов двух сортов и 9 кг перца. Список выращиваемых листовых овощей включает щавель, рукколу, листовую капусту, кресс-салат, листовую горчицу, репу, различные виды салата, амарант, мангольд, портулак, петрушку, укроп, базилик, шпинат и многие другие. Примечательно, что урожайность наиболее адаптированных листовых и листостебельных культур в этой фитокомплексе-оранжерее на 1,2–2 раза превышает показатели современных тепличных комплексов, использующих гидропонику с искусственным освещением и контролируемым микроклиматом.
