Сотрудники ФГБНУ АФИ при активном консультационном участии полярников 65-69 РАЭ ААНИИ и согласовании с ААНИИ и ИМБП РАН создали и представили на выставке макет «Фитотехкомплексы-оранжереи 1 и 2 с растениями в помещениях на антарктической станции Восток», а также публикации результатов НИР с 2020 по 2024 гг. по испытанию указанных систем выращивания растений на примере различных листовых и листостебельных овощных культур.
В макете демонстрируются работающие фитотехкомплексы-оранжереи 1 и 2, обеспечивающие в автоматическом режиме выращивание широкого ассортимента овощных и бахчевых культур на антарктической станции Восток. Двухярусный фитотехкомплекс-оранжерея-1 размещен в жилом помещении магнитолога и предназначен для выращивания растений высотой до 0.4 м. Фитотехкомплекс-оранжерея -2 размещен в кают- компании радиодома станции и предназначен для выращивания растений высотой до 2 м и более.
На макете можно видеть очертания части заснеженной станции Восток с входом, а также внутренний интерьер двух помещений, где размещены фитотехкомплексы-оранжереи 1 и 2 с растениями томата, салата, арбуза и огурца.
Идея размещения на станции оранжереи принадлежит полярнику 11 САЭ, главному научному сотруднику ИМБП, доктору медицинских наук, профессору Ильину Евгению Александровичу. Его инициатива была поддержана руководителями и сотрудниками трех институтов ФГБУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт» (ААНИИ), ФГБУН ГНЦ РФ «Институт медико-биологических проблем РАН» (ИМБП) и ФГБНУ «Агрофизический научно-исследовательский институт» (АФИ) и в рамках трехстороннего договора о сотрудничестве, начиная с 2019 года началась совместная научно-исследовательская работа. В АФИ в соответствии с требованиями к размерам и электрической мощности от ААНИИ были созданы фитотехкомплексы-оранжереи-1 (2019 г.) и 2 (2021 г.), в которых реализована оригинальная ресурсосберегающая технология тонкослойной панопоники. Для выращивания растений в фитотехкомплексах-оранжереях-1 и 2 использовали тонкослойный почвозаменитель, питательные растворы и специально подобранное освещение, спектр которого приближен к солнечному свету. В зоне роста растений в фитотехкомплексах-оранжереях поддерживались благоприятные для растений условия воздушной среды – температура и влажность воздуха. Растения для испытаний отбирались по высоким вкусовым качествам, скорости развития, урожайности и способности адаптироваться к низкому атмосферному давлению и дефициту кислорода.
В результате проводимых с 2020 года совместных испытаний на станции Восток отработана система выращивания более 100 сортов различных листовых и листостебельных овощных культур. Среди них щавель, рукола, листовая капуста, кресс-салат, листовые горчица и репа, салатные культуры, амарант, мангольд, портулак, петрушка, укроп, базилик, шпинат и другие. Получены урожаи четырех сортов томата, трех сортов сладкого перца, трех гибридов огурца, двух сортов арбуза. В ходе испытаний удалось установить, что в двух оранжереях различного типа на 1 кв. метре площади в год можно вырастить до 100 кг плодов огурца и до 40 кг ягод арбуза, до 149 кг листовой капусты и множество других листовых и листостебельных овощных культур, а также до 36,5 кг и до 11 кг плодов томата и сладкого перца соответственно. Возможность многоуровневого размещения фитотехкомплексов (ФТК) позволяет многократно увеличивать урожайность.
По сравнению с современными тепличными комплексами, использующими гидропонные технологии с искусственной досветкой и регулируемые условия микроклимата, урожайность наиболее приспособленных листовых и листостебельных овощных культур в оранжерее на станции Восток в 1,2-2 раза выше. В сравнении с данными в оранжереях на зарубежных антарктических станциях, в российских фитотехкомплексах-оранжереях 1 и 2 на станции Восток производительность растительной продукции в сутки выше на 11-23 %, затраты электрической энергии и водопотребление ниже в 1,4-1,8 раз и в 2,6 раз соответственно.
Уникальные природные условия на Антарктической станции Восток позволяют проводить интереснейшие исследования устойчивости популяций различных культур к гипобарической гипоксии и др. Параллельно с исследованиями на станции проводятся эксперименты по выращиванию тех же культур на агробиополигоне АФИ в благоприятных регулируемых условиях для растений. Показатели роста, развития, продуктивности растений на станции и агробиополигоне сравниваются и отбираются сорта и гибриды, наиболее приспособленные к условиям станции Восток.
Стабильное и высокопроизводительное функционирование на станции Восток оранжерей позволило выращивать растения не только для научных исследований, но и в качестве регулярно производимой пищевой добавки с ценными питательными свойствами к стандартному рациону питания. Свежие овощные культуры, выращиваемые на станции Восток, являются источником витаминов, минералов, незаменимых аминокислот, клетчатки и других БАВ естественного происхождения, столь необходимых полярникам во время их продолжительного пребывания на станции.
Наряду с пищевой функцией выращивание растений, их вид создает благоприятный психологически-эмоциональный фон. Абсолютное большинство (90% опрошенных) участников экспедиций выражало позитивные ожидания от наличия растений на станции, 40% опрошенных отмечали значимость декоративного аспекта растений. В конце зимовок около 60% участников указывали на позитивное психологическое воздействие растений, отмечали предпочтение проводить время рядом с ними.
Антарктическая станция Восток в силу ее природно-географических и экстремальных климатических условий может рассматриваться в качестве аналога долговременной обитаемой напланетной базы и получаемые данные о психо-физиологическом состоянии персонала станции дают возможность создания верифицированных прогностических моделей функционирования биолого-технических систем жизнеобеспечения, имеющих в своем составе
Полученные результаты биолого-технических испытаний на протяжении 2020-2024 гг. показали, что:
- реализованная в фитотехническом комплексе / оранжерее на антарктической станции «Восток» технология тонкослойной панопоники эффективно и стабильно работает;
- необходимо продолжать исследования, направленные на отбор сортов и гибридов различных овощных и других сельскохозяйственных, лесных, декоративных и лекарственных культур, наиболее приспособленных к особенностям среды обитания на станции «Восток»;
- свежие овощные и бахчевые культуры, выращиваемые на станции «Восток», обеспечивают благоприятное общебиологическое, пищевое и психолого-эмоциональное влияние на полярников, что чрезвычайно важно для поддержания в норме их общебиологического тонуса и здоровья.
Команда испытателей:
Российская антарктическая экспедиция (РАЭ) ААНИИ:
Полярники – геофизики магнитологи, которые проводили вегетационные эксперименты на станции:
Тепляков Андрей Валерьевич 65 и 68 РАЭ
Башмашников Дмитрий Александрович 68 РАЭ
Новак Анатолий Богданович 66 РАЭ
Родькин Владимир Васильевич 67 РАЭ
В настоящее время исследовательскую работу проводит магнитолог Максим Михайлович Шереметов 69 РАЭ
ААНИИ:
Начальник РАЭ: - Клепиков Александр Анатольевич (до 2023 г.), - Лунев Павел Иванович (с 2023 г.)
Главный специалист по медицинскому обеспечению, ФГБУ ААНИИ - Левандо Константин Константинович
Представитель пресс-центра ФГБУ ААНИИ - Пресс-секретарь Ларкина Марина Юрьевна
ФГБНУ АФИ
Научные сотрудники, создавшие фитотехкомплексы-оранжереи-1 и 2 и проводящие в них исследования на агробиополигоне ФГБНУ АФИ
Ведущий научный сотрудник - Удалова Ольга Рудольфовна
Научный сотрудник - Кулешова Татьяна Эдуардовна
Научный сотрудник - Журавлева Анна Сергеевна
Ведущий инженер - Александров Алексей Владимирович
Ведущий инженер - Жестков Алексей Сергеевич
Инженер 1 категории - Черноусов Игорь Николаевич
Техник - Плотников Олег Иванович
Научный руководитель исследований - Ведущий научный сотрудник Панова Гаянэ Геннадьевна
Директор ФГБНУ АФИ - Чесноков Юрий Валентинович
ФГБУН ГНЦ РФ-ИМБП РАН
Научные сотрудники, проводящие биомедицинские исследования
Главный научный сотрудник - Ильин Евгений Александрович
Начальник службы медицинского обеспечения высокоширотных экспедиций - Борисов Александр Михайлович.
Старший научный сотрудник - Швед Дмитрий Михайлович
Младший научный сотрудник - Кузнецова Полина Григорьевна
Научный руководитель исследований - Ученый секретарь, ведущий научный сотрудник Левинских Маргарита Александровна
Директор ФГБУН ГНЦ РФ-ИМБП РАН - Орлов Олег Игоревич
