Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ПРОЕКТ БГАУ КОСМИЧЕСКОЙ ФЕРМЫ НА ГОРНОПРОХОДЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ АСТЕРОИДОВ.
Хабиров И.К., Кравченко Ю.П.¹, Давлетов М.И.², Давлетов Р.М.²,
ФГОУ ВПО Башкирский государственный аграрный университет,
ООО «Лайт-2»¹, ООО «Коинот»² г.Уфа, Россия
ilkhabirov@yandex.ru, astra.47@mail.ru, mara-d@yandex.ru
В результате научных разработок частных фирм и ученых Башкирии (рис.1) по развитию производств республики, наметились области работ по космической тематике [1]. Приволжский регион издавна считался одним из крупных сельскохозяйственных в РФ. С переходом на рыночные отношения в РБ возник вопрос инвестирования сельхозпроизводства и создания новых технологий. Научная база Башкирии позволяет создавать космические технологии на базе БГАУ.
Фото 1. Институт общей и неорганической химии Академии наук Беларуси.
В 60-е годы в Советском Союзе существовала секретная программа полетов на Марс. Ее курировал сам Сергей Королев. В рамках этой программы разрабатывался ионитный субстрат (фото 1) - «Биона». Питательная среда для выращивания любых видов растений, добавка к различным грунтам, природным почвам и даже пескам. Состав позволяет выращивать растения от семени до семени при поливе только дистиллированной или водопроводной водой.
Значительное место было отведено опытам в оранжерее космического корабля. Огуречная трава из всех растений оказалась самой урожайной. К концу вегетации получается около четырех килограммов с одного квадратного метра посева за 14 световых дней. Посевная площадь космического огорода — семь с половиной квадратных метров. Почва «грядок» внешне похожа на песок. На самом же деле — это смесь органических смол, которые снабжают растения элементами минерального питания.
В космической оранжерее росли хибинская капуста и кресс-салат, огуречная трава и укроп. За год эксперимента удалось получить десять урожаев. Причем без смены удобрений и регенерации почвенного субстрата.
Такие космические «огороды» были потом на многих рукотворных звездах-планетах, на которых проводились длительные экспедиции. В частности, на станции «Салют-4», где несли космическую вахту Алексей Губарев и Георгий Гречко. «Космический огород», был расположен «на потолке» переходного отсека».
В СССР был решен вопрос с искусственной почвой, что может послужить основой для нее? О земном грунте и речи не велось. Естественная почва — далеко не идеальная среда для жизни растений. За многие века существования биосферы все произрастающее на нашей планете просто приспособилось к существованию на полуголодном пайке, так как в почве мало нужных питательных веществ. Всего доли процента. Критически мала и ее обменная емкость. Следовательно, надо было искать ей замену. Аналог был найден. Если посмотреть на нашу почву глазами химика, то это естественный ионит, химическая губка, но очень слабая по сравнению с искусственными полимерными ионитами. В те годы появилось большое количество органических смол, и ряд ученых стал применять некоторые из них, в частности, ионообменные, обладающие высокой сорбционной способностью, в качестве субстрата для гидропоники. На них и обратил внимание Владимир Солдатов, как исследователь, специализирующийся в области термодинамики процессов ионного обмена.
Для того чтобы превратить в искусственную почву килограмм ионитов, пришлось в первоначальном варианте пропустить через них 700 килограммов раствора, в котором было всего 0,2 процента необходимых растению веществ. Способ, мягко говоря, был недостаточно технологичным. Но в процессе поиска все наладилось. Даже была решена такая уникальная задача: на ионитной почве растение автоматически получает те питательные вещества, в которых нуждается, в тех же количествах, которые «требует» корень. И первая в мире полноценная синтетическая почва была создана.
Они создали новые типы субстратов на основе волокнистых ионитов, усовершенствовали технологии их получения. Одним словом, появилась искусственная почва, способная много лет работать без перезарядки в любых условиях, даже при отсутствии гравитации. Почва, состав которой можно точно контролировать и регулировать. Газета «Советская Белоруссия» в марте 1970 года писала: «Содержание питательных веществ в ней больше, чем в лучших почвах, примерно в сто раз! Это настоящий аккумулятор плодородия. Кроме всех известных достоинств, она может служить прекрасным удобрением. Добавка всего лишь одного процента этой «смолы» к обычному песку делает его вполне пригодным для земледелия. Значит, и пустыни можно превратить в плодородные».
Это подтвердили биологи. Они проводили специальные эксперименты и установили, что без добавления дополнительных удобрений при поливе только водой с одного килограмма субстрата можно получить три килограмма зеленой биомассы, что значительно превосходит все известные среды для выращивания растений. Это позволяет осуществить интенсивное растениеводство на протяжении 3—5 лет постоянной эксплуатации субстрата. И не надо никаких удобрений. Большого секрета в этом нет. Твердые частицы ионитного субстрата содержат в оптимальной пропорции полный набор питательных элементов, необходимых растениям. Там есть все. От азота с фосфором до железа с молибденом. Фактически «Биона» представляет собой систему долговременного автоматического питания растений всеми необходимыми минеральными удобрениями.
В свое время был отработан технологический регламент промышленного производства ионитной почвы и был передан двум химическим заводам. Одному на Урале, второму под Москвой. Но, увы, возникли обычные препятствия, вопросы об экономической эффективности новинки и спросе на нее. После долгих бесплодных дебатов круг замкнулся. Производство так и не началось. Канул Союз — забылась тема.
«Биона» нужна всем: любителям-растениеводам, сельчанам, дачникам, научно-исследовательским учреждениям, овощеводческим и цветоводческим хозяйствам. Появились также реальные земные способы ее использования. Например, для выращивания особо ценных культур: дорогих цветов, лекарственных растений, для выращивания растений из отдельных клеток и получения элитного посадочного материала. Практики используют данный метод на картофеле, винограде, вишне, цветочных культурах. Сейчас очень распространено выращивание растений из их отдельных клеток (клеточная культура) для получения элитного посадочного материала. Оно поддерживается правительством, создаются участки для выращивания элитных культур в разных регионах Беларуси, в ботаническом саду. Это другой уровень ведения растениеводства. И для удовлетворения потребностей Беларуси нужно всего несколько тонн такого материала. Есть свое небольшое опытное производство, оно действует. Кстати, аналогов такого грунта на Западе нет.
Питательная добавка «Биона» разработана прежде всего для выращивания растений в космосе, на арктических станциях, атомных ледоколах и на других объектах, где использование обычных почв невозможно. Кстати, она понадобилась для эксперимента под названием НЛК — Наземный лунный комплекс. Сейчас снова возобновляется интерес к этим проектам, экспедициям к далеким планетам. Был запрос, и были сделаны специальные варианты ионитной почвы для выращивания растений в космосе, в условиях невесомости [2].
В Лаборатории Ионного Обмена и Сорбции ИФОХ Национальной Академии Наук Беларуси в настоящее время продолжаются исследования по совершенствованию ионообменных субстратов БИОНА и изысканию новых областей их применения. Имеется опытный участок по их получению в количестве до 20 тонн в год. Они применяются в основном на семеноводческих станциях для адаптации мериклональных растений в условиях ex vitro при производстве элитного посадочного материала сельскохозяйственных, плодовых и ягодных культур. Ученые ИФОХ Национальной Академии Наук Беларуси согласны проводить исследования и/или изготовление субстратов Биона в совместных проектах при условии его финансирования.
Рис. 1 Компоновка космического (геологического) разведочного комплекса по промышленной переработке астероидов.
Литература:
1.Кравченко Ю.П., Давлетов М.И., Давлетов Р.М.«Аэрокосмический кластер Башкирии»/ IX Международная научно-техническая конференция «Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология 2012)./УГАТУ, Том 1, С. 58-64./ Уфа - 2012г
2. Евгений Казюкин, газета «Белорусская нива» / «Запредельный уровень плодородия»
20 марта/2013/11.05 (http://www.belniva.by/news_full.php?id_news=17941)