Петербургский геофизик-магнитолог Андрей Тепляков рассказал, как удалось вырастить свежую зелень, овощи и даже арбузы в самом холодном месте на Земле – на российской антарктической станции «Восток».

За 15 тысяч километров

Среди грузов, которые этим антарктическим летом удалось доставить на российскую станцию «Восток», расположенную в центральной части шестого континента, был фитотехкомплекс, созданный петербургскими учеными из Агрофизического научно-исследовательского института (АФИ) специально для выращивания арбузов и огурцов. «Фитотехкомплекс прибыл с прибрежной станции «Прогресс» с санно-гусеничным поездом. Оборудование для выращивания арбузов и огурцов прошло предварительные успешные испытания на агрополигоне с регулируемыми условиями в Агрофизическом институте в Петербурге. Оно преодолело путь примерно 15 тысяч километров», – рассказал «Петербургскому дневнику» Андрей Тепляков, геофизик-магнитолог Арктического и антарктического НИИ Росгидромета, участник 68-й Российской антарктической экспедиции.

Первая часть маршрута проходила на борту научно-исследовательского судна «Академик Федоров» с заходом в южноафриканский порт Кейптаун. На прибрежной антарктической станции «Прогресс» с борта на сушу перегрузили строительные материалы для нового зимовочного комплекса на станции «Восток», продовольствие, горючее, научное оборудование, в том числе и фитотехкомплекс. От «Прогресса» до «Востока» 1480 километров грузы везли 10 дней санно-гусеничным походом, а зимовочный состав везли на «бурлаках» по ледяным ухабам, почти без остановок, 50 часов. Людей в походе настигла морская болезнь, грузы же были надежно упакованы и закреплены.

Лето с заиндевевшими ресницами

Станция «Восток» встретила прибывших с «Прогресса» полярников ярким летним солнцем. Был полярный день, столбик термометра показывал минус 38,2 градуса Цельсия – самый разгар сезонных работ. Средние зимние температуры на станции достигают минус 70-75 градусов Цельсия, а в июле 1983 года здесь зафиксирована самая низкая температура на планете за весь период наблюдений – минус 89,2 градуса.

Первые дни на станции «Восток» вновь прибывшие посвятили адаптации и отдыху. Минимальная влажность, перепады магнитного поля и лютый холод даже летом дают экстремальную нагрузку на организм человека. Прибыв на станцию «Восток», Андрей Тепляков застал очередной сбор урожая в фитотехкомплексе и попробовал свежие помидоры. Три года назад он устанавливал здесь самый первый фитотехкомплекс и высаживал в нем первые растения. Это были листовые культуры, помидоры и перцы начали выращивать годом позже. После сбора урожая фитотехкомплекс моют и высаживают новую партию семян. 50% урожая высушивают и отправляют для исследований в Агрофизичекий научно-исследовательский институт, а 50% идет на обеденный стол полярников.

Велик ли огород

Технология выращивания растений в фитотехкомплексе предусматривает использование светодиодного освещения, приближенного к солнечному спектру, и специально подобранных питательных составов для корней растений. Это позволит плодам достичь на полюсе холода максимально схожих вкусовых качеств, что и под естественным солнечным освещением. Грунта в фитотехкомплексе нет. Его заменяет специальный материал, который служит опорой для корневой системы и впитывает питательные растворы. Ученые называют разработанную ими технологию панопоникой, так как она вобрала в себя элементы выращивания растений во всех трех средах – воздушной (чтобы дышали корни), водной (питательные вещества растения берут из специальных растворов) и твердой (вместо частичек земли физическую устойчивость растениям полярного огорода обеспечивает специальный материал).

Конструкция фитотехкомплекса для выращивания короткостебельных растений представляет собой многоярусный стеллаж, высота ярусов зависит от высоты культур, которые планируется возделывать. Общая площадь фитотехкомплексов, созданных для станции «Восток», составляет около 1 квадратного метра. Однако урожаи впечатляют. В прошлом году, по данным директора Арктического и антарктического НИИ Росгидромета Александра Макарова, на станции «Восток» собрали 28,5 килограмма мелкоплодного томата и 9 килограммов перца с площади чуть больше 1 квадратного метра.

Для экспериментов и дегустации на станции «Восток» мини-фитотехкомплекса как раз хватает. «К настоящему времени, – комментирует Андрей Тепляков, – выращены и опробованы полярниками десятки сортов различных листовых, листостебельных и овощных культур».

«За три года испытаний выращено 18 видов и 77 сортов. Потенциальное число урожаев в год у разных культур – от 12 до 20, в зависимости от генетически обусловленной скорости их развития», – уточнила научный руководитель программы экспериментов в фитотехкомплексах в условиях антарктической станции «Восток», заведующая отделом светофизиологии растений и биопродуктивности агроэкосистем Агрофизического научно-исследовательского института Гаянэ Панова.

Андрей Тепляков рассказал, что вместе с другими полярниками он запустил первый, уже работающий фитотехкомплекс: на одном ярусе продолжили эксперименты с новыми сортами листовых культур, на другом ярусе выращивают томаты и перцы. После этого полярники смонтировали вторую оранжерею, предназначенную для огурцов и арбузов. Она чуть больше первой, ее площадь составляет 1,2 квадратного метра. Арбузы посадили в конце апреля. Первый урожай на самой южной в мире «бахче» полярники получили в июле – сняли и попробовали четыре арбуза. И вкус оказался отменным.

Всего их выросло восемь штук на шести растениях двух сортов, максимальный вес арбуза составил около 1 килограмма, а диаметр – около 13 сантиметров. Самой сложной была процедура искусственного опыления. И с этим, по словам Гаянэ Пановой, полярники справились блестяще.

Научное содружество

По результатам предварительных испытаний на агробиополигоне Агрофизического научно-исследовательского института выбраны для экспериментов в условиях антарктической станции «Восток» лучшие российские и зарубежные сорта скороспелых арбузов.

Семена ряда культур для эксперимента предоставляет Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР). Также ученые ВИР и Агрофизического института ведут параллельные эксперименты, высаживая одновременно одни и те же культуры в фитотехкомплексах и в поле, и убедились – фитотехкомплекс обладает рядом неоспоримых преимуществ: за краткий период времени можно получить большой урожай высокого качества, а полностью контролируемые условия позволяют не зависеть от капризов погоды.

На станции «Восток» проводится совместный эксперимент с Институтом медико-биологических проблем РАН (ИМБП). Ученые изучают психологический аспект взаимодействия человека и растения. Анализируя итоги исследований как на станции «Восток», так и на Международной космической станции, ученый секретарь Института медико-биологических проблем Маргарита Левинских сделала вывод, что выращивание растений в экстремальных условиях выполняет роль средства психологической разгрузки для космонавтов и полярников. Дальняя цель содружества АФИ и ИМБП – отобрать подходящие растения для длительного поддержания жизнедеятельности человека во время дальних космических экспедиций, например при создании лунной базы и полетов к другим планетам Солнечной системы.