На совместном семинаре МСК «БЛ ГРУПП» и Политеха обсудили прошлое, настоящее и будущее светокультуры растений

     Семинар был приурочен к двум памятным датам в области светокультуры. 160 лет назад в 1865 году русские ученые-ботаники Андрей Фаминцин и Иван Бородин провели систематические опыты по изучению действия искусственного излучения на растения. Эти опыты показали, что для развития растений нет принципиальной разницы между искусственным и естественным излучением. А 100 лет назад в 1925 году советский физиолог растений Николай Максимов впервые вырастил ряд растительных видов полностью на электрическом освещении, начиная от посева и кончая сбором новых семян. Объекты его исследований – пшеница, ячмень, горох – дали семена в очень короткие сроки – за 40-60 дней.

     Семинар традиционно провели ученый секретарь Политехнического музея Стелла Морозова, и руководитель проектного офиса «МСК БЛ ГРУПП», член Экспертного Совета Политехнического Музея «Памятники науки и техники России» Евгений Долин.

     На семинаре были представлены доклады об истории светокультуры растений и о современных исследованиях и разработках в этой области.

     Старший научный сотрудник Политехнического музея, куратор светотехнической коллекции Ирина Меркулова в своем докладе-презентации «Представление истории светокультуры в собрании Политехнического музея» рассказала об уникальных экспонатах. Например, в фондах музея хранится собрание сочинений Михаила Ломоносова, там были найдены стихи, посвященные чувствительности растений к свету. Хранится в Политехе и одно из писем Андрея Фаминцина. К сожалению, сконструированный Фаминциным специальный фонарь-облучатель на основе керосиновой лампы не сохранился. Такой фонарь использовал и Климент Тимирязев, который изучал физиологию растений и читал цикл лекций в Политехническом музее. Одна из них, опубликованная в первом издании сборника его лекций называлась «Действие электрического света на растение», а позже вошла в сборник статей под названием «Экономическое значение электрического света для культуры растений». В фондах Политеха хранятся и труды советского физиолога растений Николая Максимова, а также 500- и 1000-ваттные лампы накаливания, которые горели над его растениями, находившимися в темной камере примерно на высоте 1 м. Есть в фондах и труд Владимира Мальчевского – сотрудника лаборатории светофизиологии Агрофизического института, который изучал действие спектрального состава света на развитие и морфологическую структуру растений, и в 1938 году написал научную работу.

     Ирина Меркулова представила еще множество исторических материалов об истории развития светокультуры растений вплоть до создания во ВНИСИ им. Вавилова космической оранжереи «Лада», где для облучения растений использовались люминесцентные лампы.

     Затем на семинаре были представлены доклады о современных достижениях в области светокультуры растений и их практическом применении.

     Студент магистратуры кафедры светотехники НИУ «МЭИ» Руслан Кесян рассказал о проводимых на кафедре исследованиях и разработках. Он напомнил, что этим направлением кафедра начала заниматься еще в 1950-60-х годах прошлого века. С 2014 года, когда ее возглавил Президент МСК «БЛ ГРУПП» Георгий Боос, совместно с ВНИСИ были разработаны ГОСТы «Приборы облучательные со светодиодными источниками для теплиц» и «Освещение растений в сооружениях искусственного», в 2021 году открыта лаборатория искусственного ценоза, где проводятся работы по измерению характеристик облучения растений. В 2023 году была открыта лаборатория световых биотехнологий, где ведутся исследования совместно с НИЦ «Курчатовский институт», а также издано учебное пособие «Облучательные установки в сельском хозяйстве, авторы Георгий Боос и Леонид Прикупец.

     Студентами и преподавателями кафедры выполнено множество исследований и разработок, направленных на повышение продуктивности и питательных качеств растений, сокращение времени выращивания как в теплицах, так и на многоярусных фитоустановках (вертикальных фермах). Здесь и исследования эффективности светодиодных облучателей, и поиск оптимальных спектральных характеристик источников света для различных салатно-зеленных культур, и исследование светокультур в гидропонных установках, и многое другое. «Потребность в инженерах-светотехниках остается высокой. Только такой специалист может подобрать верные параметры для облучательной установки, чтобы помочь вам платить меньше и получать больше», - завершил свой доклад Руслан Кесян.

     Евгений Долин в продолжение доклада отметил: «Перелом в светокультуре растений наметился с появлением мощных эффективных источников света, позволяющих подбирать любую длину волны. Речь идет о светодиодах. В конце 90-х годов появился их полный набор, чтобы замкнуть всю триаду RGB. И второе, что обусловило бурный прогресс в этой области, – это появление дешевых средств измерения облученности и других параметров. И третье - развитие выращивания в закрытых объемах.  Когда бизнес осознает, что светодиодные облучатели намного эффективнее натриевых для выращивания растений, как по бизнес-модели, так и для продуктивности, то будет феерический взлет в светокультуре растений».

     Студент магистратуры кафедры светотехники НИУ «МЭИ» Олег Однорал представил исследование влияния облучения светодиодными и люминесцентными лампами на выращивание фототрофных микроорганизмов на примере цианобактерии Arthrospira platensis. Работа была выполнена совместно с НИЦ «Курчатовский институт». Эти микроорганизмы обладают антиоксидантными, противораковыми, противовоспалительными, иммуностимулирующими и гепатопротекторными свойствами. Они используются в фармацевтических препаратах, косметических продуктах, пищевой промышленности, в лабораторных исследованиях. Для культивирования этих микроорганизмов в необходимых масштабах подбор правильного облучения играет ключевую роль.

     Эту тему продолжила кандидат хим. наук, начальник лаборатории глубокой переработки биомассы НИЦ «Курчатовский институт» Яна Сергеева в докладе «Биотехнологии на основе фототрофных микроорганизмов: от промышленности до систем жизнеобеспечения». Она рассказала о развитии в мире крупномасштабных производств полезной биомассы (она имеет широкое применение - от очистки воды и пищевых добавок до заживления ран и лечения рака), в частности микроводорослей и цианобактерий, и о том, насколько важно правильное освещение для их культивирования.

     В заключении Яна Сергеева отметила: «Точная настройка параметров освещения, а именно: светового режима, качества (диапазон длин волн) и количества (интенсивность) энергии, получаемой микроорганизмами, может привести к повышению продуктивности биомассы, активизации синтеза целевых компонентов и выходу ценных биологически активных соединений. Свет – это мощный рычаг, регулируя положение которого, мы можем заставить организм синтезировать то, что нам надо».

     Семинар завершился сообщением начальника Библиотечного информационного центра МСК «БЛ ГРУПП» Татьяны Грибковой о библиотечных фондах Корпорации по светокультуре растений. Она рассказала о более 10 учебных и научных изданий по этой тематике.

     Высокую оценку обсуждению темы светокультуры растений дал основатель компании «БЛ БИО», заведующий лабораторией ВНИСИ им. С.И. Вавилова Леонид Прикупец: «Роль биосистем в жизни человека увеличивается, и семинар получился очень насыщенный. Были представители из разных направлений науки, симбиоз получился интересный. Светокультура представлена в виде дивного букета, в котором есть и история, и классическая светокультура, и раскрывающаяся промышленная светокультура в теплицах, которая за последние 15 лет сделала потрясающие изменения. Например, энергоэффективность теплиц выросла более чем в 8 раз, урожайность томатов может быть увеличена со 100 до 350 кг с кв. метра. При этом возможности высших растений более или менее изучены. А вот низшие растения – это будущее. Это возможности управляемого биосинтеза, возможности, например, получения мажорных компонент для фармацевтики, которые могут использоваться для получения более дешевых и эффективных лекарств, необходимых для питания человека компонент, которые могут использоваться в пищевой промышленности».

     Впечатлениями о семинаре поделился Евгений Долин: «Наш совместный с Политехническим музеем семинар был посвящен родившейся еще в 19 веке технологии использования искусственного света для выращивания растений. Технология успешно развивалась в 20 веке и продолжает фантастически развиваться в 21 веке. Технология светокультуры растений открывает огромные возможности, они были осознаны еще во времена Ломоносова, как мы сегодня выяснили из замечательного доклада нашей коллеги из Политехнического музея. Мы тоже не отстаем, как светотехническая Корпорация. Развиваем свое направление «БЛ БИО» и предлагаем сегодня рынку готовые решения. Наши коллеги из Курчатовского исследовательского центра сегодня рассказали о переднем крае работы – с простейшими, с питанием будущего, с обеспечением всего жизненного комплекса на космических станциях, в будущих поселениях на других планетах. То есть мы сегодня прошли весь исторический цикл – от зарождения светокультуры растений до перспектив ее будущего развития. И особенно мне хочется отметить, что половина выступающих были студенты и магистранты нашей светотехнической кафедры в МЭИ. Это здорово, что они видят интерес в профессии, понимают, зачем они учатся, и сегодня начинают примерять свои интересы к реальному производству и реальной науке, к бизнесу.

     О предыдущих семинарах см.: https://bl-g.ru/about/press_center/5875/, https://bl-g.ru/about/press_center/5737/, https://bl-g.ru/about/press_center/5643/, https://bl-g.ru/about/press_center/5351/.

     Справка:

     В 2021 году Политехнический музей и МСК «БЛ ГРУПП» объединили свои ресурсы в совместном проекте «История световых технологий», направленном на популяризацию истории и достижений российской светотехники, повышение интереса к исследованиям в области светотехники и светотехническому образованию. В рамках партнерского сотрудничества предусмотрено проведение семинаров, конференций и выставок. Семинары проводятся в рамках постоянно действующего в Политехническом музее с 2018 года Научного-практического семинара «История науки и техники: поиски, исследования, проекты».