В Президентском Лицее открылась лаборатория для школьников
В Президентском Лицее «Сириус» совместно с холдингом по производству минеральных удобрений «Уралхим» открыли новую эколого-биологическую лабораторию. В ней школьники проводят исследования в сфере биотехнологии, генетики и экологии. Чем эта лаборатория уникальна?
Лаборатория включает в себя две зоны – экологическую и биотехнологическую. Экологическая часть лаборатории представляет собой учебный класс с гидропонической и аэропонической установками, где выращивают растения без использования почвы.
Как работает гидропоника и аэропоника?
Гидропоника – это беспочвенный способ разведения растений в специальных установках. Вместо грунта используют субстраты. Например, хвойную и дерновую землю, керамзит, перегной, торф, песок, волокна кокосового ореха. Они удерживают выращиваемое растение, а также питательную жидкость, в которой постоянно или периодически находятся его корни.
Аэропоника, естественно, также доставляет питательные вещества через воду, подаваемую растениям, но формат сильно отличается. Растения выращивают во влажной, похожей на туман среде, где постоянное или временное опрыскивание предотвращает высыхание корней и обеспечивает питательный раствор.
«В раствор, которым питают растения, можно добавлять вещества для роста и плодовитости растения. Дополнительно устанавливаем фитолампы – осветительные приборы, спектр лучей которых максимально приближен к оптимальному для растений естественному свету. Эту систему можно поставить даже в помещениях без естественного освещения. Главное, чтобы были вода и электричество», – рассказывает редакции «Сириус. Журнал» руководитель естественно-научного направления Президентского Лицея «Сириус», кандидат биологических наук Фарит Минияров.
Фарит Минияров Фото: © Марина Студнева / «Сириус.Журнал»
Таким образом, в сельском хозяйстве с помощью инновационных установок можно получать урожай, используя при этом минимально необходимые площади. Скорость роста растений зависит от типа системы и качества ухода, но экземпляры из установки в среднем могут созревать на 25% быстрее, чем растения, выращенные в земле.
Чудо в пробирке
В биотехнологической части лаборатории установлено современное оборудование для проведения биотехнологических и молекулярно-генетических исследований. Здесь школьники научатся выращивать растения в пробирке. Метод называется микроклональное размножение. Благодаря ему из одного экземпляра можно получить более тысячи растений в год, что в сотни раз больше, чем при использовании традиционных методов размножения. Для клонирования используют кусочки листьев, стеблей или корней. Их помещают в стерильную среду, затем добавляют необходимые питательные вещества и потом высаживают в почву.
В России экспериментировать с клонированием растений начали в 60-х годах в лаборатории культуры тканей и морфогенеза Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева РАН. Исследования проводились под руководством советского ученого, доктора биологических наук Раисы Бутенко. Тогда команда биологов изучала оптимальные условия микроразмножения для картофеля, сахарной свеклы, гвоздики. Им удалось выяснить, в каких питательных средах можно спровоцировать рост клеток растения. В дальнейшем были предложены промышленные технологии микроразмножения. Со временем метод усовершенствовался: теперь появилась возможность не только выращивать большее количество растений, но и совершенствовать их, задавая нужные характеристики. Например, роста или плодовитости.
Также в лаборатории школьники будут изучать пищевые биотехнологии. Учащиеся самостоятельно научатся разрабатывать тест-системы для идентификации состава различных продуктов, чтобы определять их качество. В проекте задействованы сотрудники компании «Биодайв», резидента ИНТЦ «Сириус».
«Я с 7 класса решил стать медиком. Начал изучать познавательные видео, читать литературу, появились репетиторы. Пришел в Президентский Лицей «Сириус», потому что слышал хорошие отзывы об учителях. Сюда приглашают лучших специалистов со всей страны. Я понимал, что могу прийти сюда за хорошим, высоким уровнем знаний. Дальнейшие планы – поступить в медицинский университет или на биоинженерию, может быть, на биотехнологию», – рассказал Иван Кондейкин, ученик 10-го химико-биологического класса Лицея «Сириус».
Иван Кондейкин Фото: © Марина Студнева / «Сириус.Журнал»
Как агротехологии помогают бороться с засухой?
Более 70 лет назад в нашем сельском хозяйстве широко стали использовать новый метод полива, при котором воду подают непосредственно в прикорневую зону растений с помощью дозаторов-капельниц. Пионерами в области разработки системы капельного полива стали израильтяне, которые в середине ХХ века занялись развитием сельскохозяйственной отрасли в условиях жесткого ограничения водных ресурсов. Хотя геологические раскопки показывают, что капельный полив люди начали применять еще в древности, углубляя в землю наполненные водой глиняные горшки.
Искусственное капельное орошение в засушливой зоне. Сельское хозяйство Израиля
Фото: © Protasov AN / Shutterstock
«Растение сажают возле мембраны поливной системы, через которую вода доставляется небольшими дозами непосредственно к корню. При снижении роста растения в воду добавляются удобрения, содержащие необходимые микроэлементы», – рассказывает Фарит Минияров.
Плюсы системы капельного полива
- Затраты энергоресурсов и воды в сравнении с дождеванием ниже в 5-8 раз;
- препятствует развитию эрозии почв;
- снижает расход влаги;
- сокращает количество сорняков;
- экономия времени на полив;
- удобная подача удобрений в раствор.
В настоящее время в мире насчитывается более пяти миллионов гектаров земель, орошаемых этим способом. Наиболее актуальна технология в странах с засушливым климатом: Австралии, Израиле, Египте, а также в государствах с высокорентабельным сельским хозяйством: Новой Зеландии, Австрии, Франции, Германии.
В России также с каждым годом площади с капельным орошением только растут. При этом технология используется не только в южных районах страны, но и в Центральной России, в Сибири, на Урале.
Профессиональные кадры и новые технологии
По словам экспертов, сейчас сельское хозяйство не справляется с перенаселением планеты. Поэтому будущее человечества зависит от инновационных решений, в производстве качественных продуктов питания, а также их доступности. Поэтому необходимо увеличить общий объем производства. Для этого нужно развивать инновационные технологии и внедрять их в отрасль, но без кадров никакие аппараты сами не дадут нужный результат.
Дарья Новикова Фото: © Марина Студнева / «Сириус.Журнал»
«Меня всегда увлекала медицина. Химия – с раннего возраста любимый предмет, а мои родители – биологи, поэтому с выбором все понятно. Когда училась в 8 классе, узнала, что можно поступить в Президентский Лицей «Сириус». Только тогда еще химико-биологического направления не было, поэтому пошла на математическое. После девятого класса нужно было снова выбирать. К счастью, уже появилось химико-биологическое. Был сложный конкурс, но я прошла. Также у всех школьников есть возможность дополнительно выбирать программы. Я хожу на занятия в лаборатории «Уралхим» из-за хороших преподавателей, от них узнаю много нового и полезного», – рассказала Дарья Новикова, ученица 10-го химико-биологического класса Лицея «Сириус».
«Наша задача в «Сириусе» – заинтересовать школьников. Показать им, чем они могут быть полезны миру. Также научить их работать на современном оборудовании с использованием новых биотехнологических методов: показать им на практике, как это можно сделать. К университету они придут подготовленными, с хорошей базой знаний и практикой», – отмечает Фарит Минияров.
На курсе в Президентском Лицее подростки будут изучать все биоразнообразие федеральной территории «Сириус»: семена, почву и растения. Результаты исследований планируют использовать при озеленении улиц, скверов и набережных.
«В перспективе эта научная деятельность может стать одним из направлений Международного центра экологии, который мы создаем по поручению президента Владимира Путина на базе Научно-технологического университета «Сириус», — рассказала на открытии лаборатории председатель Совета федеральной территории «Сириус» Елена Шмелева.
В компании «Уралхим» – партнере Лицея – не скрывают заинтересованности в будущих профессиональных кадрах, которые придут в холдинг после учебы.
«Реализуя собственные проекты на базе лаборатории, дети смогут приобрести необходимые навыки и знания для поступления на профильные направления в лучшие вузы страны», — отметила директор по организационному развитию АО «ОХК «Уралхим» Александра Глазкова.
