В рамках направления "Физиология и биохимия растений, фотосинтез, взаимодействие растений с другими организмами" программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013 - 2020 годы ФИЦ "Красноярский научный центр СО РАН" реализует следующие бюджетные проекты:

• Толерантность фитоценозов как компонента искусственных замкнутых экосистем (ЗЭС) при вовлечении в круговорот отходов растительного и животного происхождения

Проект

Толерантность фитоценозов как компонента искусственных замкнутых экосистем (ЗЭС) при вовлечении в круговорот отходов растительного и животного происхождения

Ключевые слова

Фитоценозы, световое насыщение, продуктивность, минерализованные органические отходы, устойчивость фитоценозов

Цель исследования

Определить факторы минерального питания, лимитирующие уровень светового насыщения по продуктивности ценозов пшеницы на вегетативной фазе роста при их культивировании на минерализованных органических отходах

При культивировании на минерализованных органических отходах замкнутых искусственных экосистем, включающих человека, будут определены уровни светового насыщения по основным показателям фотосинтетической продуктивности (фотосинтез, накопление хозяйственно-полезной биомассы) ценозов пшеницы на вегетативной фазе роста. Будут определены уровни облученности фотосинтетически активной радиации, обеспечивающие максимальный выход по кислороду и зерну с единицы посевной площади фототрофного звена применительно к высокозамкнутой биологической системе жизнеобеспечения, включающей человека. Будут найдены компоненты минерального питания, лимитирующие фотосинтетическую продуктивность ценозов пшеницы в условиях высокоинтенсивного облучения при использовании питательных растворов, приготовленных на минерализованных органических отходах (жидкие и плотные экзометаболиты человека). Будут предложены пути устранения найденного дисбаланса минеральных элементов для условий замкнутых искусственных экосистем.

Актуальность

Для длительного автономного функционирования систем жизнеобеспечения человека космического назначения (стационарные космические станции вне Биосферы) или при необходимости длительной полной изоляции коллектива людей, выполняющих специальные задания в земных условиях, необходимо использовать высокозамкнутые экосистемы с внутрисистемным круговоротом вещества. Такие системы должны быть компактны и иметь высокоинтенсивный массообмен. Одним из факторов достижения этих требований является вовлечение во внутрисистемный массообмен продуктов жизнедеятельности человека, с одной стороны, и максимизация выхода полезного продукта (кислорода и пищи), с другой стороны. Для этого целесообразно использовать разработанные ранее в Институте биофизики СО РАН технологии окисления (минерализации) органических отходов и использования их в качестве удобрений для выращивания растений. Интенсификация процесса фотосинтетической продуктивности растений в таких условиях возможна при использовании искусственного излучения повышенной мощности, пороговые значения которых важно определить. Реализация этих факторов может обеспечить высокозамкнутый круговоротный процесс при высоких скоростях продуктивности растений.

Руководитель проекта

Тихомиров Александр Аполлинарьевич доктор биологических наук, профессор заведующий лабораторией Институт биофизики СО РАН +7 391 2494317 alex-tikhomirov@yandex.ru