Горшочек, вари!

Молодые учёные НГТУ работают над супертехнологиями в помощь сибирским аграриям

Газоанализатор для почвы поможет понять, сколько и каких удобрений требуется для лучшего урожая. А био­удобрение, полученное из панциря крабовых и насекомых, сделает овощи полезней и безопасней.

В лаборатории НГТУ, созданной на грант правительства регио­на в 2023 году, реализуется проект в рамках Сибирского биотехнологического научно-образовательного центра, который, в свою очередь, по­явился благодаря нацпроекту «Наука и университеты».

Что в «кастрюльке»?

На минувшей неделе заместитель губернатора Новосибирской области Ирина Мануйлова и журналисты посетили лабораторию Новосибирского государственного технического университета. Во время пресс-тура молодые ученые продемонстрировали наработки по основным направлениям деятельности лаборатории, в том числе по созданию биоудоб­рения, не имеющего аналогов в России, а также познакомили с макетным образцом инновационного газоанализатора для почв. Выглядит этот образец, к слову, как небольшая эмалированная кас­трюлька. Правда, «варится» в ней вовсе не каша, а… газы с бактериями.

Сама камера газоанализатора весит около килограмма, к ней прикреплен блок с датчиками — заграничные блоки весят порядка 30 килограммов. Новосибирские ученые сейчас работают над тем, чтобы снизить вес этих блоков до семи-девяти килограммов. Фото: Андрей Заржецкий

— Этот прибор нужен для того, чтобы анализировать газ, который выделяется из поч­вы, — объясняет один из участников проекта, доктор химических наук Александр Баннов. — Мы в почву вносим различного рода удобрения и фиксируем газы, которые при этом выделяются. Очень важно узнать по этим газам, хорошее удобрение или плохое, сколько его нужно добавить и использовать ли какие-то другие добавки, чтобы лучше шел рост растений. Сам прибор состоит из нескольких блоков, начиная с камер, в которых производится анализ почв. Это полевая камера, ее «втыкают» в почву, фиксируют и уже из почвы получают сигнал о состоянии тех газов, которые из нее выделяются. Помимо этого, можно определять еще влажность почвы, ее температуру. И все эти данные направлять уже специалистам-аграриям, которые смогут скорректировать процессы роста растений. Наблюдение ведется месяцами. А выглядит прибор как горшочек потому, что нужен большой объем, где бы воздух в итоге накапливался. Тут есть система принудительной подачи воздуха, то есть он не просто откачивается, но и подается через трубки с отверстиями. И этот воздух увлекает газы, которые выделяются от микроорганизмов, находящихся в почве, и дальше уносятся на анализ. Сейчас аграрии очень нуждаются в подобном анализаторе, потому что подобных исследований они вообще не проводят. У наших коллег уже сейчас большой заказ на подобные устройства.

Своё нужно иметь

По словам ученого, одна из главных составляющих прибора — это датчики. Их нужно правильно подобрать, чтобы они были максимально чувствительными. Аналогов такого прибора в России сейчас нет, хотя вот, например, за границей — есть.

— Западные ученые в свое время хорошо поработали над этим, и стоимость подобных приборов высока, — сообщил Александр Баннов. — В Китае тоже на широкий рынок такие приборы не выходят — возможно, они для себя что-то такое и выпускают, но не продают.

Для создания опытных образцов сейчас, по оценкам ученых, требуется минимум пять лет. Вопрос упирается опять-таки в импортозамещение. Какие-то детали уже нельзя купить даже на Западе, какие-то стали неподъемно дорогими.

— Конечно, нам не хватает нормального российского производства, — говорит Александр Баннов. — Самые дорогие в этом приборе — высокоточные датчики производства Швейцарии, высокоточная оптика, которая может измерять газы в долях на миллиард. Одни из датчиков, которые мы рассматривали, стои­ли порядка 300 тысяч рублей, а после введения санкций цена на них «плясала» от 800 тысяч до 1,4 миллиона рублей. Естественно, в этот проект они включены не были — пришлось использовать датчики чуть менее точные. Китай, к сожалению, такой тип линз не производит. Мы работаем над тем, чтобы использовать свои, российские датчики, но для этого необходимы опытные исследования. А это долго и еще дороже.

Удобрение из… жуков

Заместитель губернатора Новосибирской области Ирина Мануйлова ознакомилась с разработками молодых ученых, напомнив, что рост объе­ма научных исследований и разработок — одна из задач национальной цели «Технологическое лидерство», утвержденной Президентом России.

Фото: Андрей Заржецкий

— Молодежная интеграционная лаборатория биоинженерии создана в прошлом году за счет средств областного бюджета по программе поддержки развития науки, инноваций и обеспечения трансфера технологий на площадке НГТУ НЭТИ, при поддержке аграрного университета, НГУ, — подчеркнула Ирина Мануйлова. — Проект достаточно интересный. В составе молодежной лаборатории 18 студентов, аспирантов, молодых преподавателей — они смогут приобрести здесь новые компетенции и выйти на самостоятельные научные проекты, которые будут использованы в реальном аграрном секторе. В этот проект было вовлечено все наше научное сообщество, потому что тема биотехнологий, высокотехнологичных разработок и для аграрного, и для медицинского сектора крайне важна.

Среди разработок лаборатории — биоразлагаемый гель для удобрения почв, а также аппарат для анализа почвенных газов с целью оценки эффективности использования удоб­рений. Чем интересны биогели сегодня? Они создаются на базе хитозана, а это природный компонент, который не представляет никакой опасности для окружающей среды, прекрасно разлагается, улучшает в том числе структуру почвы. Это та самая здоровая органика, и чем быстрее мы сможем использовать продукты, произведенные с применением органических удобрений, тем более здоровой будет наша пищевая корзина.

Фото: Андрей Заржецкий

Первые опыты использования разработок уже проводятся в тепличных хозяйствах и показывают высокие результаты: повышение рентабельности, снижение себестоимости, получение продуктов для здорового питания. Данные продукты точно будут востребованы, работа молодых ученых перспективна с учетом того, что аграрная отрасль — одна из основных в экономике.

В коллектив лаборатории входят биологи, микробиологи, химики, физики, инженеры и IT-специалисты. Такой состав, конечно, позволяет применять междисциплинарный подход к решению задач лаборатории.

— Сейчас наше биоудобрение проходит испытания в лабораторных и полевых условиях на различных культурах — редисе, салате, огурцах, томатах, картофеле и моркови, — объясняет руководитель молодежной лаборатории, младший научный сотрудник Центра технологического превосходства НГТУ НЭТИ, кандидат биологических наук Елена Блинова. — Отрабатываются и способы внесения удобрения в условиях тепличных комплексов. Испытания демонстрируют эффективность созданного командой лаборатории биоудоб­рения. Так, в экспериментах с листовым салатом зафиксирован как прирост зеленой биомассы по сравнению со средними показателями, так и сокращение срока производства — салат созрел на три дня раньше.

Фото: Андрей Заржецкий

Кстати, аналогов такого биоудобрения в России тоже нет. Его разработкой из модифицированного хитозана с использованием портативного газо­анализатора для оценки эффективности его воздействия на почву занимаются ученые молодежной интеграционной лаборатории «Биоинженерия» Новосибирского государственного технического университета. Собрать команду ученых для разработки передовых агроэкологических технологий удалось благодаря гранту правительства Новосибирской области.

По словам министра науки и инновационной политики Новосибирской области Вадима Васильева, благодаря федеральной и региональной поддержке, а также участию партнеров из числа членов консорциума «МедБиоТех Сибири», объединившего учебные заведения, медицинские организации, научные институты РАН и производственные компании агропромышленного профиля, НГТУ успешно развивает новые и перспективные направления в области биотехнологии, биоинженерии, искусственного интеллекта для биомедицины, ветеринарии и агропромышленности. А задача правительства Новосибирской области — развивать инструменты поддержки такой ко­операции.