Шесть урожаев в год: космические технологии помогут накормить человечество

22-часовой световой день сильно ускоряет рост и созревание растений.

Фото John Innes Centre.

Сельскохозяйственные технологии, которые создавались для космических экспедиций, поставлены на службу земным селекционерам. Теперь новые сорта пшеницы и других ключевых культур можно будет выводить в три раза быстрее.

Методика, позволяющая выращивать до шести урожаев в год, описана в научной статье, опубликованной в журнале Nature Protocols группой во главе со Cреей Гош (Sreya Ghosh) из Центра Джона Иннеса в Великобритании.

Растения растут медленно. Например, даже в самом благоприятном климате нельзя получить больше двух урожаев пшеницы в год. Это всегда было головной болью не только для земледельцев, но и для учёных-экспериментаторов: чтобы вывести новый сорт, нужно собрать не один и не два пробных урожая.

Чтобы смягчить остроту проблемы, была даже создана специальная область математической статистики: теория планирования эксперимента. Она занимается тем, как получить достоверный результат за минимальное количество опытов. Эта наука буквально выросла из сельскохозяйственных исследований. Об этом красноречиво говорит такой факт: в некоторых книгах по этой теории, особенно старых, используются слова "участок" и "урожай", даже если речь идёт об абстрактной математической задаче.

Нельзя ли помочь селекционерам другим способом: увеличить число урожаев в год? Эту задачу и решала группа Гош. В основу легли разработки NASA, предназначенные для обеспечения космонавтов пищей в дальних экспедициях.

"Скоростное разведение позволяет исследователям использовать генетическое разнообразие, обнаруженное у диких родственников сельскохозяйственных культур, чтобы внести его в элитные сорта, которые могут выращивать фермеры", – рассказывает соавтор статьи Бранде Вульф (Brande Wulff), также из Центра Джона Иннеса.

Учёные разработали детальную методику, пригодную для выращивания пшеницы мягких и твёрдых сортов, а также ячменя, овса, различных видов капусты, нута, гороха, чины и киноа. Технологию можно использовать, как в больших теплицах (производство продуктов питания), так и в лабораториях (в экспериментальных целях).

Ключевой особенностью нового подхода является 22-часовой световой день, создаваемый с помощью специальных светодиодов. Также протоколы контролируют состав почвы, температуру, влажность, расстояния между растениями и другие параметры.

В результате полный жизненный цикл, например, пшеницы, от посева до уборки, сократился до восьми недель. Таким образом, в год можно получать до шести урожаев.

Авторы не хотят защищать свою методику от копирования, напротив, приветствуют её распространение. Поэтому она исчерпывающе описана в научной статье.

"Мы уверены, что всё больше институтов во всём мире будет применять эту технологию, – заявляет Вульф. – И, делясь этими протоколами, мы обеспечиваем путь для ускорения исследований сельскохозяйственных культур".

Авторы особенно подчёркивают тот факт, что их детище подходит для использования в лаборатории.

"Многие исследователи хотят ускорить выращивание сельскохозяйственных культур, но не имеют доступа к современным камерам роста или крупным теплицам. Для нас было важно, разработать нечто, что можно было бы быстро купить и настроить с минимальными навыками", – объясняет Гош.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) не впервые рассказывают о технологиях космического растениеводства. Так, мы писали о светодиодах, которые позволят вырастить салат в космосе почти без затрат. Также мы говорили о том, как яркие вспышки света могут сделать космические овощи более питательными. Рассказывали мы и о первом урожае, полученном в рамках проекта по колонизации Марса, и о том, что "космические огородники" не намерены останавливаться на достигнутом. Не забыли наши авторы и о планах выращивания растений на Луне. Тем временем "земные" биологи тоже не теряют времени даром. Например, они разработали об искусственную почву, которая ускоряет рост деревьев.