Что такое агробиоинженерия и зачем она в лицее Кольцово

«Сельское хозяйство — совсем не то, что школьники привыкли видеть на даче. Моя задача — объяснить им это», — считает биохимик Илья Несмелов.


С 2023 года он руководит в Биотехнологическом лицее №21 работой Агробиоинженерного модуля (АБИМа).

АБИМ — современная теплица?

Фактически, да, но таких существует очень немного. В 2021 году лицей с профильным изучением биологии одержал победу в конкурсе Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Через два года в школе начал работу Агробиоинженерный модуль.

Он стал частью центра дополнительного образования по биотехнологическим направлениям. Занятия могут посещать не только ученики лицея №21, но и другие школьники.

— Сам модуль является прототипом теплицы шестого, последнего поколения. Именно прототипом, поскольку даже окончательные требования к тому, как они должны выглядеть ещё не оформились, а находятся в разработке — объясняет Илья Несмелов.

На данный момент в России около 4,5 тысяч гектаров защищенного грунта. То есть почвы, закрытой от окружающей среды какими-либо сооружениями.

В основном это — теплицы четвертого и пятого поколений. Каждое такое поколение отличается от предыдущего более эффективной технологией выращивания растений. Это ведет к уменьшению затрат на производство и увеличению рентабельности.

— Например, в теплицах четвертого поколения для выращивания все еще используется грунт. Следующее поколение — это уже безземельное производство.

В этом случае питание растений осуществляется методом гидропоники, то есть с использованием специального раствора, который окружает корни. Требования к модулям шестого поколения еще выше: кроме отсутствия земли, необходима абсолютно контролируемая среда для выращивания. В нее входят такие параметры, как температура, влажность, количество углекислого газа в атмосфере и соблюдение светового цикла.

Для последнего в модулях установлены специальные фитолампы. Все освещение — искусственное.

В АБИМе возможно получить практически любые растения подходящего размера. Но, главным образом, он адаптирован для салатных культур. Здесь они вырастают приблизительно за 35 дней после появления всходов, тогда как в среднем это занимает 45-60 дней.
Модуль рассчитан на 1200 посадочных мест. Это позволяет получить около ста килограммов салата за один раз.

Развенчание стереотипов


Илья Несмелов проводит для школьников в АБИМе специальный курс, который называется «Современная агробиология». Он знакомит детей с передовыми технологиями растениеводства.

Сельское хозяйство в нашей стране развивается быстро: «То, каким я его застал в девяностые, и какое оно сейчас — это две совершенно разные отрасли», — отмечает специалист. Кроме прочего, на занятиях, иногда, приходится заниматься развенчанием некоторых стереотипов:

— У меня на курсе занимаются ребята с пятого по девятый класс. Многие школьники черпают представление о сельском хозяйстве из собственного опыта, который получают буквально на даче.

При этом, конечно, не все ученики осознают возможности, которые дает этот модуль. Например, у ребят из младших классов, когда они заходят сюда, — только восторг и удивление. Просто от того, что они видят что-то отличное от той практики, которая у них была раньше.

Ученики из старших спецклассов появляются в АБИМе реже. Но это связано с тем, что многие из них уже заняты другими проектами по биологии, которые требуют не один и не два года работы.

Например, есть школьники, которые собирают материал для исследований в летних экспедициях, а потом работают с ним. У таких ребят уже есть устоявшиеся интересы, и есть этот модуль, на случай если кому-нибудь понадобится провести определенное исследование.

Микроклональное размножение растений


Так называется метод получения растений «in vitro», то есть, прямо в пробирке. Способ основан на вегетативном размножении, другими словами, на способности некоторых растений образовывать новый организм из многоклеточной части тела родительской особи. В Биотехнологическом лицее №21 этот метод изучается в рамках специального курса «Биотехнология растений».

Такие этапы микроклонального размножения, как подготовка питательной среды и стерилизация материала, проходят в лабораториях. Они находятся прямо в здании лицея. Мощности АБИМа удобно использовать на следующем этапе, при адаптации растений к среде, в которой они могут развиваться дальше.

— В пробирке условия идеальные: там постоянная температура, влажность и питание. Поэтому большая проблема при адаптации к среде — отсутствие достаточно хороших условий. От этого, как правило, происходит убытие большого количества посадочного материала, то есть, самих растений, полученных микроклональным размножением. Поэтому АБИМ — это очень неплохой вариант, если необходимо подготовить растения для дальнейшей высадки в грунт, — объясняет Илья Несмелов.

ЧП и мята


Модуль изначально предназначен для производственных целей. Научные задачи решаются с помощью подобных систем, но меньшего размера.

По словам специалиста, АБИМ может быть полезен только как площадка для получения данных на больших выборках растений. В остальных случаях нет необходимости в использовании такого большого количества посадочных мест. Однако это не помешало ученице лицея все-таки провести научный эксперимент, который длился несколько месяцев.

— Результат работы — это крупное растение одного из сортов мяты прямо у нас в модуле. Опыт показал, что такие растения можно поддерживать на системе гидропоники продолжительное время — около четырех месяцев. Если бы не ЧП, из-за которого пришлось выводить модуль на обслуживание, мята и дальше продолжала бы расти.

Специалист объясняет — подобные происшествия — это нормальное явление. Каждый модуль требует отладки и выявления погрешностей, допущенных при монтаже.

Например, была ситуация, когда обыкновенная стружка попала в электромагнитный клапан, который контролирует подачу воды. Он физически не смог закрыться, и вода продолжала течь из накопительного бака. Несмотря на то, что управление модулем может осуществляться удалённо, через мобильное приложение, в экстренных ситуациях необходимо оперативно исправлять проблему на месте.

Бархатцы, георгины, фиалки и снова салаты

Несмотря на то, что модуль адаптирован для салатов, его можно использовать и для выращивания цветочных культур. Это позволило даже такую заурядную задачу, как озеленение пришкольной территории упростить с помощью АБИМа. Два вида бархатцев, фиалки и георгины вырастили в модуле, а потом рассадили по клумбам, для которых они предназначались.

Вариантов использования модуля со временем становится все больше. В лицее уже работают над получением лицензии на использование продукции в школьной столовой.

— Сам я салаты пробовал, все было вкусно. Но без сертификации мы не можем использовать эти растения. При этом, выращивание на гидропонике позволяет получать экологически безопасные продукты. Ведь мы избегаем проблем, связанных с почвой, нам не нужно использовать пестициды или другие дополнительные удобрения. Все выращивается согласно рецептуре, а расчеты производят агрономы.

Текст: Владислав ЧАЛИКИДИ
Фото: Ирина МАРАХОВСКАЯ


Расскажите друзьям:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *