научная статья по теме ИРКУТСКАЯ СТАНЦИЯ ИСКУССТВЕННОГО КЛИМАТА Науковедение

Текст научной статьи на тему «ИРКУТСКАЯ СТАНЦИЯ ИСКУССТВЕННОГО КЛИМАТА»

ИРКУТСКАЯ СТАНЦИЯ ИСКУССТВЕННОГО КЛИМАТА

Кандидат биологических наук Максим РАЧЕНКО, начальник опытной станции искусственного климата «Фитотрон», Татьяна КУЛАКОВА, сотрудник оранжереи тропических растений, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН

(г. Иркутск)

Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН (основан в 1961 г.) — один из ведущих научных центров страны в области физиологии растений, молекулярной биологии и экологии растительных организмов. Здесь в 1969 г. был спроектирован и создан первый отечественный фитотрон — станция искусственного климата, где изучают влияние факторов внешней среды на растительные организмы —

ключевой вопрос в селекционной работе. Задуманная как инструмент коллективного пользования, она существенно расширила экспериментальные возможности лабораторий института и стала главной опорой в реализации поисковых исследований специалистов научных учреждений ВАСХНИЛ, иркутских государственного университета, сельскохозяйственного института, научного центра, а также ученых из Новосибирска, Якутска, Красноярска, Болгарской АН и Монголии.

ИЗ ИСТОРИИ ЗИМНИХ САДОВ

Прежде чем рассказать об уникальном иркутском комплексе стационарных камер, позволяющих имитировать различные климаты и разрабатывать современные технологии выращивания растений в условиях защищенного грунта, обратимся к истории комнатных и кадочных растений. Она начинается в

Древнем Египте. На живописных изображениях, которым свыше 3000 лет, можно увидеть маленькие деревья и кустики в каменных вазах и лотках. Неотъемлемой частью богатого патрицианского дома всегда был внутренний сад, оформленный статуями и окруженный колоннадой, где, как правило, выращивали травы и цветы (розы, фиалки, лилии).

Экскурсия в оранжерее тропических растений.

Несколько тысячелетий насчитывает искусство бонсай (в переводе с япон. — «выращенное в подносе»), зародившееся в Китае и получившее широкое распространение в Японии.

В XVI в. в Европе стали популярны померанцевые домики, предназначенные для выращивания цитрусовых. В конце XVIII — начале XIX вв. традиция разведения апельсиновых и лимонных деревьев стала утихать, ее сменила мода на тропические растения, привозимые моряками и путешественниками из дальних стран. Но и их нелегко было сохранить: родина экзотических экземпляров была известна ботаникам лишь приблизительно, а об условиях роста можно было только догадываться.

В XIX в. изменить ситуацию помогло на первый взгляд незначительное приспособление, изобретенное в 1829 г. англичанином Натаниэлом Уордом — собирателем редких видов растений. Он заметил, что из-за постоянного лондонского смога и пыли его любимцы перестали хорошо развиваться. Тогда он решил накрыть их стеклянным ящиком, снабдив при этом конструкцию вентиляцией и поливом. Творение коллекционера, получившее название «уордов-ских ящиков», быстро вошло в моду. В дальнейшем системы совершенствовали: появились стеклянные крыши, оранжереи, пристраиваемые к жилым домам. Постепенно им стали выделять одно из главнейших мест в усадьбе. Вместе с растениями здесь размещали скульптуры, картины, мебель для отдыха, создавали искусственные гроты, водопады. Зимние сады в массовом порядке начали строить в Европе во второй половине XX в., чтобы расширить жизненное пространство дома за счет светопрозрачных остекленных конструкций.

Мода на такие строения достигла и российской глубинки, в том числе сибирских окраин. Есть до-

кументально подтвержденные сведения, что один из самых удачливых старателей купец Гаврила Машаров из г. Канска (Красноярский край) в 1836 г. «уже жил среди тайги, в своем огромном доме со стеклянными галереями, крытыми переходами, оранжереей с ананасами». В Иркутске тоже были любители побаловать себя собственноручно выращенным «американским фруктом». Как следует из документов, известный декабрист Сергей Трубецкой в свое время приобрел у иркутского губернатора Ивана Цейдлера (1777—1853) оранжереи «с ананасным заведением».

ИСКУССТВЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

Для научных исследований комплексы искусственного климата (фитотроны*) впервые появились в 1949 г. в Калифорнии (США). В нашей стране первое такое сооружение построили в московском Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева АН СССР (1949—1957 гг.). Позднее аналогичный инструмент появился на биологическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова. В 1960-х годах опытную станцию начали строить в Сибирском институте физиологии и биохимии растений СО АН СССР.

У истоков создания фитотрона стояли один из ведущих физиологов растений страны доктор биологических наук Аркадий Коровин (1959—1961 гг.) и Владимир Курец — инженер по образованию, впоследствии получивший степень доктора биологических наук. Он стал основным разработчиком конструкции такого комплекса. Оба создателя нового инструментария до появления в Иркутске работали в Институте биологии Карельского филиала АН СССР. Владимир Константинович в тесной кооперации с биоло-

*Фитотрон (от греч. phyton — растение и thronos — местопребывание, средоточие) — камера или комплекс камер для выращивания растений в регулируемых искусственных условиях (прим. ред.).

гами разрабатывал термовегетационные домики и установки для изучения влияния низких температур почвы на минеральное питание растений и летних заморозков — на их продуктивность и устойчивость. Благодаря Курецу Агробиологическую станцию Института биологии удалось оснастить современными на тот период авторскими установками искусственного климата. Талантливый инженер в соавторстве с Коровиным сформулировал принципы организации исследований, связанных с воздействием экстремальных факторов среды на растения, выращенные в искусственных условиях. Доклад на эту тему, представленный в СО АН СССР, произвел впечатление на сибиряков. Поэтому не случайно в 1963 г. Владимира Константиновича и Аркадия Ивановича пригласили для проектирования иркутского фитотрона. Его построили в 1969 г. с использованием только серийного отечественного оборудования.

Станция искусственного климата общей площадью почти 3000 м2 долгие годы служила биологам и после многоступенчатого, объемного капитального ремонта стала центральным объектом экспериментальной базы Сибирского института физиологии и биохимии растений. Создавая контролируемые условия освещения, температуры и влажности, она дает возможность круглогодично работать с экспериментальными, в том числе трансгенными, растениями.

Фитотрон оснащен камерами размером 2,7*2,7*2,5м, оборудованными под ростовые комнаты. В них установлены светильники с лампами дневного света разного количества и кондиционеры. Здесь же функци-

онируют экспериментальные мини-теплицы с естественным светом, имеющие дополнительное освещение, и большая теплица с подсветкой и гидропонными установками.

В 2011 г. на станцию поступило современное оборудование: 16 мобильных камер фирмы BINDER (Германия) с оригинальным программным обеспечением. Ростовые камеры объемом от 240 до 720 л способны поддерживать температуру от 0 до + 70оС без освещения и от + 5 до + 60оС с 100%-ной интенсивностью освещения. Испытательные камеры на 240 л работают в температурном диапазоне от —70 до + 180оС.

Кроме того, на фитотроне функционируют две климатические камеры фирмы CLF PlantClimatics (Германия) для разработки новых средств терапии на основе современных методов биотехнологии растений, грибов и микроорганизмов, изучения генетических и физиолого-биохимических механизмов роста и устойчивости растений, исследования растительно-микробных взаимодействий в условиях биотических и абиотических стрессов, генетического контроля функций растительных органелл (внутриклеточных структур), селекционной работы, создания быстрорастущих форм растений с использованием методов генетической инженерии.

На станции изучают физиологические и биохимические реакции трансгенных растений, в том числе мягкой пшеницы, которую выращивают в климатической камере Plant Master при заданных параметрах освещения, влажности и температуры воздуха. Большой объем камеры позволяет одновременно выра-

Камера CLF Plant Climatics.

Камера CLF Plant Climatics внутри.

щивать до 40—45 линий злака и проводить опыты в течение года независимо от сезона.

Специалисты института проводят здесь эксперименты по отбору высокоустойчивых сортов и форм плодовых деревьев и кустарников для культивирования в Сибири и их селекции по признакам морозоустойчивости и зимостойкости. Одна из проблем в работе с многолетними кустарниками — продолжительный по времени период между получением гибридных семян и первым урожаем, позволяющим провести начальную оценку качества полученных плодов. Использование ростовых камер в 2 раза сокращает селекционный период. Уже на второй—третий год после посева можно получить первый урожай и, соответственно, сделать предварительную оценку материала.

Сотрудники нашего института работают в кооперации с вузовской наукой. Специалисты и студенты изучают проблемы зимних повреждений семечковых, косточковых плодовых и ягодных культур, разрабатывают методы эффективного использования закрытого грунта в сложных условиях Прибайкалья.

СИБИРСКИЕ ТРОПИКИ

Оранжерея Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН была организована в 1970-х годах известным иркутским дендрологом Антониной Тельпуховской. При ее активном участии Академгородок озеленили необычными для того времени породами деревьев — голубыми елями, липами, уссурийскими грушами и декоративными кустарниками. Появление в наших широтах, где большую

часть года занимает зима и межсезонье, зеленого оазиса, принимающего круглый год сибиряков, стало настоящим событием, городской и региональной достопримечательностью. С 2013 г. этот уникальный уголок природы вошел в структуру фитотрона.

Площадь оранжереи 561 м2. Коллекцию формировали несколько лет. Большую часть крупных растений, сохранившихся до наших дней, посадили в первые годы становления искусственной экосистемы. Сотрудники привозили материал из ботанических садов разных городов России. В то время каждое профильное учреждение почитало за честь дать черенки растений для з

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком