Спектральный состав, интенсивность, продолжительность и периодичность освещения имеют важное значение для роста и развития растений. Изменяя эти параметры, можно создавать оптимальные условия для роста разных культур. Исследования в этой области в перспективе помогут специалистам агропромышленного комплекса повысить урожайность и качество выращиваемой продукции, усовершенствовать методики ведения сельского хозяйства для обеспечения населения страны полезной пищей.
На программе «Большие вызовы» школьники изучают, как параметры искусственного и естественного освещения влияют на развитие растений на федеральной территории «Сириус», а также проводят эксперименты на пшенице, выращенной в лаборатории. Проект курирует Институт почвоведения и агрохимии Сибирского отделения РАН.
Исследование включает выездные занятия на федеральной территории, где ребята изучают развитие растений в условиях повышенной инсоляции, то есть большого обилия солнечного света, и проводят эксперименты в лабораториях. Участники анализируют, как искусственное и естественное освещение разной интенсивности влияет на развитие микрозелени пшеницы и накопление в ней вторичных метаболитов.
В перспективе такие разработки помогут изменить методы ведения сельского хозяйства и минимизировать использование удобрений. Определив оптимальные условия для выращивания разных сортов и видов растений в естественных условиях, можно будет моделировать их в закрытом грунте, выращивать вкусную и полезную продукцию в любой части страны и даже на подводных лодках и в космических кораблях.
«В качестве тестовой культуры, на которой команда изучает влияние спектрального состава света, мы выбрали пшеницу – это основной ресурс для получения продуктов питания и корма животным. Ребята проводят весь цикл работ: готовят питательные смеси для беспочвенного выращивания пшеницы, осваивают технологию расчета удобрений и подготовки субстрата, измеряют спектры света, а также морфометрические и биохимические показатели растений, выращиваемых в контролируемых условиях. Школьники моделируют и контролируют абиотические условия в камере выращивания GrowEd и отслеживают, как они влияют на онтогенез растений: какие изменения происходят в пигментном составе листьев, меняется ли в целом скорость роста и процессы накопления вторичных метаболитов, и как все это связано с экспрессией генов», – рассказывает руководитель проекта, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории агрохимии Института почвоведения и агрохимии СО РАН (Новосибирск) Наталья Смирнова.
.jpg)
В ходе работы над проектом в направлении «Агропромышленные и биотехнологии» ребята осваивают работу на оборудовании Парка науки и искусства «Сириус», учатся проводить научные наблюдения, фиксировать и анализировать данные.
«На этом проекте мы работаем со спектрами света, поэтому нам нужен такой прибор, как спектрометр. Мы измеряем оптическую плотность веществ с помощью спектрофотометра, учимся ставить ПЦР, правильно пользоваться дозаторами и другими приборами. На проекте я закрепил навыки выделения нуклеиновых кислот, делал ПЦР в реальном времени, проводил морфометрические измерения растений. Мне очень нравится, что в рамках нашей задачи так много практики. Я мечтаю в будущем заниматься молекулярной биологией, и эти навыки, безусловно, мне очень нужны», – говорит участник проекта из Краснодарского края Роман Зубарев.
«Мы изучаем влияние световой энергии на качественные характеристики растений, их морфологические черты и биохимический состав. Растения – важнейший источник биологически активных веществ, и они составляют значительную часть нашего рациона. Наш большой вызов на этом проекте – придумать, как произвести больше свежей зелени и овощей и, самое главное, сохранить и повысить качество выращиваемой продукции», – отметила школьница из Ялты Алиса Сергеенко.
Результаты исследований участники представят на итоговой защите проекта в конце программы.
