Nuovo granaio della Russia. Gli scienziati scoprono il potenziale inaspettato dell'Artico

Alexander Kryazhev
MOSCA, 27 luglio - RIA Novosti, Vladislav Strekopytov. La tecnologia agricola creata dagli scienziati russi è in grado di fornire alla popolazione dell'Artico bacche fresche, verdure, erbe e persino organizzare rifornimenti ad altre regioni. L'Artico diventerà una "seconda terra vergine" - nel materiale di RIA Novosti.

Sostituzione dell'importazione polare

Nel laboratorio di clima artificiale del centro scientifico "Agrotechnologies of the Future" RGAU-MSHA intitolato a K. A. Timiryazev, è in fase di attuazione il progetto faro "Nuove tecnologie agricole per la zona artica". Per coltivare verdure ed erbe aromatiche in condizioni climatiche difficili, sono state create smart city farm, serre verticali con sensori di luce, temperatura e umidità. Questi sono sistemi modulari mobili di un ciclo chiuso. Troveranno posto nelle remote guarnigioni militari, negli insediamenti dei turnisti, nelle stazioni polari, nelle piattaforme di perforazione, agli ingressi degli edifici residenziali e persino su un sottomarino.

Sotto forma di container, possono essere consegnati via mare ai porti artici. Installati vicino agli insediamenti, sono in grado di fornire ai residenti locali verdure fresche, bacche ed erbe tutto l'anno. E risulterà molto più economico di adesso, quando lo portano in aereo.

Capo del Dipartimento di Fisiologia vegetale, RGAU-MSHA intitolato a K. A. Timiryazev Professor Ivan Tarakanov

"Ciò avvicinerà i prodotti a base di lattuga al consumatore e migliorerà la qualità della vita delle persone nelle regioni remote", afferma il professor Ivan Tarakanov, capo del Dipartimento di fisiologia vegetale dell'Università agraria statale russa-Accademia agricola di Mosca intitolata a K.A. Timiryazev "Tali tecnologie agricole sono richieste non solo nell'estremo nord, ma anche nel sud, ad esempio nell'arida penisola arabica. Fa troppo caldo e c'è molta radiazione solare, e questo non va bene per gli impianti."

Controllare la natura

In laboratorio - in uno scantinato senza luce solare - gli scienziati coltivano lattuga, prezzemolo, rucola, basilico, pomodori, frutti di bosco. Nelle serre verticali è possibile coltivare qualsiasi tipo di erba, frutta e verdura. E nel gusto, nel contenuto di sostanze utili, non sono inferiori a quelle naturali.


"Nei moduli chiusi con irradiazione artificiale - tecnologia di coltura della luce - creiamo condizioni ottimali, otteniamo un'elevata produttività e controlliamo la qualità del raccolto", sottolinea il professore.
In precedenza, le serre utilizzavano principalmente lampade al sodio ad alta pressione. Ora, LED.
"Grazie a questo, correggiamo lo spettro della luce, lo cambiamo: diamo una cosa alle piantine, un'altra alle piante adulte, aggiungiamo la luce ultravioletta prima della raccolta. È così che influenziamo l'accumulo di biomassa, la biosintesi dei composti funzionali target", il scienziato spiega.

Modulo autonomo di una città-fattoria intelligente nel laboratorio con clima artificiale del Centro nazionale per le tecnologie agricole del futuro, RGAU-MSHA intitolato a K. A. Timiryazev

Ad esempio, in un esperimento con la liquirizia, pianta medicinale dalla cui radice si ottiene un medicinale per la tosse, il contenuto della principale sostanza utile, la glicirrizina, è stato raddoppiato solo correggendo la luce.

Modificando il rapporto tra blu e rosso, puoi accelerare o rallentare la fotosintesi, la formazione della biomassa. E ottimizzando la densità del flusso di fotoni e il livello giornaliero di illuminazione, per controllare il tasso di maturazione dei frutti. Di conseguenza, sono stati creati, in particolare, pomodori ultra precoci. E niente chimica!

"Gli irradiatori LED sono uno strumento unico", osserva il professore. "Grazie a loro, sviluppiamo ricette di luce adatte a ogni tipo. I LED hanno una lunga durata e un basso trasferimento di calore, non surriscaldano le piante. Allo stesso tempo, consumano il doppio di elettricità per chilogrammo di massa verde in meno rispetto alle lampade al sodio ad alta pressione.

Pomodori nani ultra precoci

"stetoscopio" per piante

Le fattorie cittadine sono dotate di telecamere iperspettrali e RGB, nonché di termocamere. Le fotocamere digitali registrano i ritmi circadiani delle piante e la loro risposta ai cambiamenti dell'illuminazione, dello spettro luminoso, le termocamere registrano la radiazione infrarossa e misurano la temperatura delle foglie.

"La temperatura varia a seconda dell'apporto di umidità, dell'illuminazione, dell'energia per unità di superficie", afferma Tarakanov, "questo è un parametro molto importante. Stimiamo il tasso di evaporazione e da esso selezioniamo il regime idrico ottimale".

Il "cambio del giorno e della notte" nelle fattorie cittadine non avviene a ore, ma nel modo migliore per le piante. Lo stesso vale per la concimazione e l'irrigazione. Il tutto è controllato da un sistema robotizzato: monitora le principali caratteristiche fisiologiche delle piante durante l'intero ciclo produttivo, apporta i necessari adeguamenti al microclima della serra.

La maggior parte dei dispositivi e dei componenti del complesso automatizzato sono di fabbricazione russa. Solo irradiatori LED cinesi. Nella versione industriale dei moduli autonomi, saranno sostituiti da quelli domestici.

Gli sviluppatori di smart city farm sono particolarmente orgogliosi del software creato in collaborazione con colleghi di altre istituzioni russe. Non ci sono analoghi a questo software. Tutti i dati dei sensori vengono inseriti in un computer, codificati e quindi utilizzati per l'apprendimento automatico. L'obiettivo finale è una fattoria cittadina digitale controllata dall'intelligenza artificiale.

"La conclusione è che le persone senza conoscenze e abilità speciali possono coltivare verdure, bacche, erbe aromatiche", afferma Ivan Chuksin, ingegnere ricercatore presso il laboratorio di clima artificiale.

Ivan Chuksin, Ingegnere di ricerca, Laboratorio di clima artificiale, Centro nazionale per le tecnologie agricole del futuro, RGAU-MSHA intitolato a K. A. Timiryazev

Verdi con composizione personalizzata

I piani sono di cambiare il gusto dei frutti, in base alle preferenze individuali.

"Siamo molto interessati al problema della nutrizione personalizzata", aggiunge Chuksin, "variando lo spettro della luce, è possibile coltivare i prodotti più adatti a una determinata persona. Questo vale anche per le raccomandazioni dietetiche e persino mediche".

Il laboratorio ha già condotto con successo esperimenti sulla coltivazione della stevia. I composti ottenuti dall'estratto di questa pianta - gli steviosidi - sono 250-300 volte più dolci del saccarosio, ma sono innocui per i diabetici. Il prossimo in linea sono gli esperimenti con varie bacche e piante medicinali.
"Si tratta di beni ad alto valore aggiunto e la loro produzione in fattorie cittadine autonome è economicamente giustificata", afferma il professor Tarakanov.

Nel laboratorio di clima artificiale dell'NCMU "Agrotechnologies of the Future" RGAU-MSHA intitolato a K. A. Timiryazev, gli scienziati valutano l'effetto della luce di varia composizione spettrale sulle piante

E gli scienziati pensano anche che sarà redditizio coltivare patate da semina nell'Artico. Il laboratorio sta realizzando un progetto per ottenere mini-tuberi da seme con il metodo aeroponico in sistemi chiusi con illuminazione, alimentazione e microclima controllati.

Le patate sono originarie degli altopiani del Sud America . Per la massima produttività, ha bisogno di temperature relativamente basse e molta luce.

"Per fare questo, è necessario raffreddare costantemente la stanza e mantenere l'illuminazione, e questi sono enormi costi energetici. Pertanto, il tubero di seme è molto costoso", spiega Chuksin. "Abbiamo calcolato, e si è scoperto che nell'Artico, dove c'è freddo libero e molta energia, sarà più economico”.
"La resa utilizzando la nostra tecnologia raggiunge un centinaio o più di tuberi per pianta. Resta da costruire fattorie intelligenti vicino ai porti della rotta del Mare del Nord e consegnare patate da semina in tutto il mondo", conclude lo scienziato.

Sembra che l'Artico possa davvero diventare una nuova regione agraria della Russia, una "seconda terra vergine". Sembra inaspettato, ma i fatti parlano da soli.