В канун Дня космонавтики ведущие российские ученые, космонавты и разработчики новейших агробиохимикатов обсудили итоги международной агрокосмической программы, а также альтернативные пути развития сельского хозяйства на Земле и в космосе.
В Международном мультимедийном пресс-центре «Россия сегодня» при поддержке компании АО «Щелково Агрохим» прошел экспертный круглый стол «Космос начинается с земли».
В дискуссии приняли участие:
– Салис Каракотов. Агрохимик, академик РАН, доктор химических наук, генеральный директор АО «Щелково Агрохим».
– Юлий Беркович. Доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Института медико-биологических проблем РАН.
– Кира Божко. Руководитель биологической лаборатории АО «Щелково Агрохим», кандидат биологических наук.
– Михаил Маров. Астроном, академик РАН, профессор, доктор физико-математических наук.
– Данила Медведев. Российский общественный деятель, философ, футуролог, популяризатор науки.
– Сергей Авдеев. Космонавт, Герой России.
Юлий Беркович, ведущий научный сотрудник Института медико-биологических проблем РАН, выступил с докладом о космическом растениеводстве:
«Это узкая специальность, которой занимаются лишь несколько человек в мире. За последние 40 лет была собрана информация о том, как влияют невесомость, космическая радиация и другие факторы на характеристики посевов. Как растения, в свою очередь, влияют на психологическое состояние экипажа, а употребление «живых» всходов в пищу — на состояние здоровья космонавтов.
Для космических оранжерей были созданы искусственные почвы и светодиодные светильники, благодаря которым стало возможно выращивать зелень в любых условиях — в том числе, казалось бы, неприспособленных для этого помещениях на Земле. Отрасль бурно развивается и будет развиваться.
Сейчас одна из актуальных космических проблем — организация круговорота элементов на борту. На Земле разложению остатков растений в почве способствует использование живых бактерий. Они могут перерабатывать остатки растений, превращая их в питательную среду. Возможно, этот опыт будет полезен и в космосе».
Салис Каракотов, академик РАН и генеральный директор АО «Щелково Агрохим», отметил, что сегодня земные почвы не выдерживают наших требований.
«Рано или поздно космические агрономы столкнутся с теми же проблемами выращивания растений, что существуют на Земле. Здесь 30–40 лет назад произошла химическая революция в системе возделывания сельхозкультур, и мы можем обеспечивать население Земли продуктами питания. Чтобы это было безопасно, мы должны беречь в первую очередь человека и почву — сохранять ее потенциал, не подвергать опасности почвенный биоценоз. Можно вносить в три раза меньше веществ на гектар и получать столько же урожая.
Применение химических веществ в мире падает на 2-4% каждый год. Растет использование биосредств, создаются новые формы препаратов. Весомый вклад в сохранение биоценоза почв — новейшие наноразмерные препараты. Основной принцип — минимальное количество действующего вещества в максимально эффективной форме».
Разработки земных агрохимиков действительно полезны создателям агрокосмических программ. Ведь о защите растений-космонавтов следует позаботиться еще на Земле. Во время телемоста с руководителем биолаборатории АО «Щелково Агрохим» Кирой Божко спикеры обсудили, как ученые справляются с заражением фитопатогенами — возбудителями болезней у растений.
Такие исследования — непрерывный, наукоемкий процесс, в котором участвуют биологи и химики. От идеи до испытаний в лаборатории проводят биологический скрининг — тщательный отбор действующих веществ. Божко рассказала о молекулярной диагностике и методе ПЦР (полимеразная цепная реакция) — благодаря процедуре можно определить наличие ДНК любого искомого организма, провести сравнительный анализ и получить количественный ответ о наличии патогенов в растении. То есть, предупредить потери еще до проявления симптомов заболевания.
По словам Юлия Берковича, на борту космических станций, в условиях ограниченных возможностей, в основном используются экспресс-методы: смывы, анализ газовых составов, споры из корневой зоны. Все проблемы, о которых идет речь, предварительно исследуются на Земле.
Академик РАН, профессор, астроном Михаил Маров, отметил, что в Голландии и Дании урожаи зерновых существенно выше. С чем это связано, пояснил Салис Каракотов: «Средняя урожайность по Европе — это урожайность по Краснодарскому краю. Влаги в Европе в два-три раза больше, чем в России. Нет засушливого Алтайского края и других крайних в плане климата точек. При этом в России по закону не выращивают ГМО, не выращивают трансгенные продукты — только щадящая работа с растениями. Мы должны пользоваться теми условиями, которые есть, и диверсифицировать это: в южных регионах — интенсивное развитие сельского хозяйства, в других — экстенсивное. Стоит думать в первую очередь о разумном подходе, а не о доходах».
Футуролог Данила Медведев провел параллель между сельским хозяйством и политической и культурной развитостью стран.
«Страны с богатым урожаем, как правило, показывают больший доход и развитие культуры и политики. Индустриализация агропрома позволяет снять риск-факторы, равномерно обеспечивать растения необходимыми элементами для эффективного роста. Вертикальные фермы уже вошли в обиход и с ними активно экспериментируют: люди пытаются понять, как сделать традиционное сельское хозяйство более стабильным и эффективным, выращивая продукцию прямо в городе».
Михаил Маров также отметил, что человечество далеко от начала ведения планетарного сельского хозяйства.
«Об этом мечтал еще К.Э. Циолковский. Но, помимо специфического состояния самой космической среды, влияет целый ряд факторов: смещенный спектр излучения, к которому не привычны наши растения, жесткая электромагнитная радиация, отсутствие магнитного поля, прямое воздействие частиц солнечного ветра, и это далеко не все. Совсем недавно мы поняли, насколько сложно осуществить экспедицию на Марс — интегральная доза радиации, которую может получить космонавт, критична. Но совмещение понятий космоса и сельского хозяйства связано и с дистанционным зондированием Земли, наблюдением планеты из космоса. Главный фокус направления — отслеживание природных, в частности, эволюционных процессов Земли, что очень тесно связано с сельским хозяйством».
Космонавт Сергей Авдеев рассказал: «Я имею отношение к сельскому хозяйству как потребитель, как и все мы.
Вопросы стоят те же, что и перед полетом Гагарина. Может ли живое существо, развивающееся в условиях земной гравитации, адаптироваться к космической среде? Что это за окружающая среда — там? Воздуха нет, известного ничего нет, а многое неизвестное появляется.
Мы долго не понимали, почему пшеница колосится на Земле, а в космосе зерен не дает. Оказалось, что эти растения очень чувствительны. Человек не замечает, а оно чувствует. Например, этиленгликоль, который находится в воздухе, которым космонавты дышат на станции. Этиленгликоль находится в батареях, через микропротечки он поступает в атмосферу. Его-то пары, которые человек не чувствует, отлично чувствовала пшеница — отказывалась давать колосья. Пришлось делать изолированную камеру со своей воздушной средой, дополнительными фильтрами, и тогда она заколосилась.
Но возникает еще один важный вопрос: если вырастить салат или пшеницу, которая впитала вещества и бактерии, живущие в марсианском грунте, станете ли вы это есть?».
Чтобы создать внеземные плантации, нужно вложить много труда, средств и времени. «Надо с большим вниманием относиться к сельскому хозяйству на Земле, нашей пока что единственной зеленой планете», — призвал Салис Каракотов.
Марсианские и лунные сады — интригующий вопрос отдаленного будущего, граничащий со смелыми фантазиями. Однако и специалисты, работающие в космосе, и представители «земных» профессий согласны: чтобы сделать возможной колонизацию экзопланет, необходимо прежде всего сохранить Землю.
