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.