Твори, выдумывай, пробуй: под таким девизом живут и работают молодые ученые Пермского НИИСХ

Без науки нет будущего для Отечества. Так считал еще создатель первого российского университета Михаил Ломоносов. Позже эти слова приписывали и другим великим ученым, исследующим состояние российской науки в начале двухтысячных, после того как многие «умы государства Российского» уехали искать счастья за границу. Благодаря появлению национального проекта «Наука и университеты», начавшему работу по инициативе Президента Российской Федерации Владимира Путина, быть ученым сегодня престижно. Лаборатории наполняются самым современным оборудованием, в моря выходят исследовательские суда. Россия по итогам работы нацпроекта должна войти в первую пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях.

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства – одно из тех учреждений, которое не только отвечает за научное направление: результаты исследований института сельского хозяйства должны повысить урожайность зерновых культур и качество кормов, тем самым обеспечить продовольственную безопасность нашей страны. Здесь всегда работали отличные ученые, но сегодня ставка сделана на молодых ученых, которые легко экспериментируют в любой области, получая хорошие результаты. В НИИСХ созданы три молодежных лаборатории, которые ведут работы сразу в нескольких направлениях.

Самое интересное, что приходят сюда будущие ученые еще студентами, потому что директор ПНИИСХ Иван Огородов умеет находить искорки научной мысли в своих будущих сотрудниках. В институте работают теперь уже выпускники сельскохозяйственной академии, нынешнего агропромышленного университета, и классического университета.

Картошка в пробирке

Выращивание новых или обновление имеющихся сортов картофеля — одно из востребованных направлений работы института. Зачем — спросите вы. Я тоже очень хотела получить ответ на этот вопрос от научного сотрудника лаборатории агробиофотоники Анны Латыповой:

- Это делают для того, чтобы сделать картофель более урожайным, более устойчивым к болезням.   Как используют в личных подсобных хозяйствах картофель? Собрали урожай, отобрали клубеньки на посадку будущего года, убрали в яму, весной посадили. И так каждый год несколько лет подряд. А картошка, как и все растения, обладает способностью накапливать все болезни, вирусы в себе, поэтому урожай картофеля из одного и того же материала, пусть и вашего любимого, будет с каждым годом все меньше. Поэтому картофель необходимо обновлять примерно один раз в 5-6 лет.

Для размножения берут глазки картофеля требуемого сорта, дают им прорасти, потом их опускают в питательную среду и выращивают. И все это в стерильных условиях (да-да, чтобы посмотреть на пробирочки за стеклом (!), мы надели выданные бахилы и белые одноразовые халаты), при определенной освещенности – кстати, у картофеля есть режим «день и ночь», как в реальной природе, то есть 16 часов росточки бодрствуют, 8 часов спят. Когда одно растение дает корни – через четыре недели, его разделяют в отдельной лаборатории, где своя одежда и обувь, и рассаживают в четыре пробирки, потом  в 16. Далее эти росточки пересаживают в аэропонную установку, где наконец появятся настоящие клубни. Их подкармливают питательным раствором по расписанию, которое меняется по мере роста растения.

 – На аэропонной установке получают супер-суперэлитный посадочный материал, его мы опять пересаживаем — уже в теплицу с изолирующей сеткой от насекомых, так как насекомые являются переносчиками вирусов, затем в поле, где получаем элиту. Вот эти элитные клубни – без вирусов, без болезней – получают картофелеводческие хозяйства для размножения. И только полученный урожай от элиты реализуют населению, – рассказывает заведующая лабораторией агробиофотоники Татьяна Лисина.

 – Этот посадочный материал дает и хороший урожай, и гарантию качества. Существует очень много разных сортов картофеля, выведенных селекционерами с разными целями. Это и отдельные сорта картофеля для чипсов, отдельные сорта для приготовления картофельного порошка, отдельные сорта для приготовления картофеля фри. Они отличаются содержанием крахмала, белков, витаминов, устойчивостью к разным болезням. Также существуют сорта картофеля для диетического питания, в которых мало крахмала, но много антиоксидантов.

Капитан науки

Татьяна Лисина пришла в институт не сразу после окончания биологического факультета классического университета. Сначала она выбрала для работы полицию. Нет, она не ловила преступников на дорогах и не сидела в засаде, ее задачей было проводить генетические экспертизы. Дослужилась до звания капитана полиции.

В институт сельского хозяйства ее привлекли разнообразие задач, свобода методов исследования, отзывчивость руководства на реализацию научных идей и начинаний молодежи. В одной из комнат лаборатории агробиофотоники недавно установили новую климатическую камеру для проращивания семян в различных условиях.  Камера была закуплена на средства, которые институту выделили из федерального и краевого бюджетов. Впрочем, другое оборудование, способствующее решению агротехнических задач, поставленных перед институтом, приобретено на эти же средства.

Стоимость климатической камеры – около 800 тысяч рублей.  В ней проводятся эксперименты по проращиванию семян при различном освещении, но при одинаковой температуре и влажности. Лампы при этом устанавливают с разными спектрами излучения, и автор опыта может увидеть, как те или иные волны влияют на развитие семян.

Есть и аналогичные собственные разработки сотрудников лаборатории агробиофотоники – гроубоксы. В разных секторах гроубоксов созданы разнообразные варианты освещения по спектральному составу и мощности, чтобы наблюдать, как развиваются растения, как изменяется интенсивность фотосинтеза и содержание фотосинтетических пигментов в листьях.

Также молодыми сотрудниками агробиофотоники разработана лазерная установка для предпосевной обработки семян. По словам Татьяны Лисиной, в лабораторных условиях после лазерного облучения удалось увеличить всхожесть семян зерновых культур на 30 процентов.  В следующем году сотрудникам лаборатории агробиофотоники предстоит выяснить, сохранится ли это преимущество в полевых условиях.

«Саяны» превращаются в молоко

Повышением урожайности, только уже не пшеницы и овса, а кормовых трав занимаются в лаборатории биологически активных кормов. Название говорит само за себя – здесь разрабатывают корма и добавки к ним, которые способны увеличить надои молока.

Николай Авдеев, сегодня уже заведующий лабораторией, изначально изучал пчел, даже защитил кандидатскую диссертацию по пчеловодству. Но заинтересовался, как пчелы опыляют левзею, содержащую так называемый гормон линьки насекомых, — траву, на основе которой зарегистрировано уже несколько биологически активных добавок и лекарственных препаратов, и так оказался в институте сельского хозяйства.

В сельском хозяйстве левзея используется в качестве корма, дающего прибавку мясной и молочной продуктивности, укрепляющей иммунитет.  Экстракт левзеи используется и при изготовлении кондитерских изделий, например, на Пермской кондитерской фабрике из нее изготовляют мармелад дорогой линейки ручной работы.

А знаете ли вы, что именно левзея входила в состав популярного тонизирующего напитка Советского Союза «Саяны»?  Естественные заросли левзеи, которая использовалась в производстве, практически исчезли во многих регионах, теперь левзея в «Красной книге».  Пермский НИИСХ культивирует левзею, в производство используют траву, а не корни.

– Мы занимаемся не только левзеей, для нас важно сохранение и улучшение Пермского местного и Лобановского сортов клевера, оригинаторами которых является наш институт, – рассказывает Николай Викторович. – Несмотря на обилие и настойчивое продвижение новых сортов, наиболее адаптивными, приспособленными к местным условиям, являются местные сорта и дикоросы. Ещё одно из направлений работы этой лаборатории – поиск и изучение дикоросов, которые можно использовать в сельском хозяйстве. Например, выделен продуктивный дикорос ежи сборной, наработкой семян которого мы сейчас занимаемся. 

Для карт и урожая

Лаборатория прецизионных технологий. По-русски сказать – здесь изучают землю во всех ее ракурсах. Александр Кочкин, научный сотрудник лаборатории, показал результаты деятельности.

– К институту относятся 8,5 тысячи гектаров земли, которые необходимо было привести в порядок: уточнить, где находится лес и обрабатываемые поля, урожайные и неурожайные территории, чтобы на неурожайные участки внести больше удобрений.

Сам Александр Андреевич выбрал для себя лесоведение, но это образование теперь только помогает в самых разнообразных вопросах, от ведения уроков в агроклассах до составления карты участков.

– Чтобы увеличить урожайность зерновых, необходимо строго соблюдать условия сева и севооборота, – рассказывает Александр Кочкин. – Для этого мы разработали метеостанцию, которая выдает сразу несколько параметров, и главный из них – температуру почвы, потому что надеяться на сводки метеорологических спутников не всегда оправданно. Если семена посеять в холодную почву, урожайность уменьшится в несколько раз.

Чтобы провести картографические исследования, использовались GPS-приемники с погрешностью пять метров. В этом году закуплены новые GNS-приемники, их погрешность составляет всего два сантиметра! Какая карта будет точнее? Конечно же, та, которая составлена с помощью приемника с минимальной погрешностью. Эти приемники дают возможность ликвидировать мелкоконтурность участка. Например, есть участок, у которого есть острые углы, небольшие объекты, которые нельзя убрать, и трактору, обрабатывающему участок, приходится тратить больше времени, так как ему приходится проходить малые прямые дистанции и разворачиваться или проводить вспашку перпендикулярно. С помощью уточнения площадки участка и его контуров путь трактора постепенно выравнивается, упрощается, что дает экономию горюче-смазочных материалов и нервов тракториста.

 Чтобы определить урожайность участков, устанавливаются датчики температуры в приземном слое, которые выдают количество поступающего света. Где-то его больше, и, соответственно, урожай выше, где-то меньше. На основе этих данных составляется специальная карта, которая показывает, где необходимо внести больше удобрений, чтобы урожай был ровным на всем участке или поле.

Сейчас лабораторией руководит Денис Фомин, который продемонстрировал изобретения молодых ученых. Причем молодых – в самом прямом смысле этого слова. Дмитрий Фомин и Михаил Гилин – буквально вчерашние студенты Пермского агропромышленного университета имени Прянишникова, сегодняшние аспирант и магистрант соответственно, в Пермском НИИСХ – младшие научные сотрудники.

– Меня пригласили на практику в лабораторию, и так я здесь оказался и после защиты дипломной работы, – сказал Михаил.

Дипломная работа Михаила – система картирования для зерноуборочных комбайнов с помощью беспилотного летательного аппарата.

Готовим юных

Систему профориентации снова вводят в школах. На постоянной основе агроуроки молодые ученые НИИСХ уже несколько лет ведут в Троельжанской школе, где ребята знают, что сельское хозяйство – это не только будущее страны, но и их будущее, потому что практически все взрослые села Троельга работают на предприятиях сельского хозяйства: ветеринары, агрономы, операторы машинного доения, комбайнеры, трактористы, механики и другие. Ведь люди всегда будут покупать продукты сельского хозяйства, практически ежедневного потребления: молоко, яйцо, мясо и курицу, картофель, овощи и – главное – хлеб. Без хороших специалистов все это добро не вырастишь, значит, необходимы молодые, наполненные свежими знаниями и обладающие новыми умениями. Ученые НИИСХ делают все, чтобы сельское хозяйство возрождалось, а директор института Иван Огородов – чтобы кузница новых знаний пополнялась свежими кадрами.