Учёные создали условия для выращивания растений в Арктике

Исследователи из Сибирского ботанического сада ТГУ (СибБС), Института сильноточной электроники СО РАН (ИСЭ) и Томского политехнического университета реализовали междисциплинарный проект. Они изучили оптимальные параметры УФ-излучения для предпосевной обработки семян и фотосинтетически активной радиации для выращивания экономически ценных растений. Предложенный подход позволит выращивать различные культуры в условиях искусственного освещения, в том числе в замкнутых системах жизнеобеспечения и в критических для сельского хозяйства регионах, включая Арктику.

Подбор эффективных световых режимов

Учёные протестировали устройство для облучения, созданное специалистами ТПУ. Оно позволяет контролировать спектральный состав и интенсивность освещения в ручном и автоматическом режимах. Задачей биологов была оценка степени воздействия нового прибора на жизненные процессы растений и подбор наиболее эффективных световых режимов с учётом видовых, сортовых и возрастных особенностей растений.

Использование разных частей спектра оптического излучения позволяет влиять не только на структурно-функциональные характеристики растений, но и регулировать их урожайность, продлевать срок хранения, изменять метаболизм и улучшать питательные свойства. Например, у лекарственных растений можно повысить содержание биологически активных веществ для получения микрозелени с заданными свойствами.

Этот подход позволяет выращивать экологически чистые сильные растения без вредного химического воздействия в условиях ограниченной освещённости. Фоторегуляция растений перспективна для регионов со сложными климатическими условиями и нехваткой пахотных земель (вертикальное земледелие), а также в установках замкнутого цикла. Однако метод будет эффективен только при наличии высокотехнологичных источников излучения, над созданием которых активно работают во многих странах.

Предпосевная обработка УФ-излучением

Второй блок проекта был реализован совместно с ИСЭ СО РАН. Учёные опробовали новый способ предпосевной обработки семян и выведения их из состояния покоя. В качестве инструмента использовалось УФ-облучение от эксиламп, разработанных сотрудниками института. Дозовая зависимость подбиралась индивидуально для разных культур, в том числе для твёрдосемянных 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, трибулус, клевер и другие) и улучшить этот показатель.

Существуют различные способы выведения семян из состояния покоя: механические, химические, физические и другие. Вместе с исследователями ИСЭ СО РАН был опробован более экологичный и эффективный подход. В перспективе полученные результаты могут лечь в основу новой технологии обработки семян для улучшения их всхожести и повышения урожайности различных культур.