НАПРАВЛЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ПОЧВ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЭРОДИРОВАННЫХ ПОЧВ БАШКИРИИ.

Гумерова Р.Б., Кравченко Ю.П.¹, Давлетов М.И.², Давлетова Д.М.², 

БГУ, ООО «Лайт-2»¹, ООО «Коинот»²,

г.Уфа, Российская Федерация

astra.47@mail.ru,    mara-d@yandex.ru,  

 

      Совсем недавно, во времена СССР, часть производств Башкирии выпускала комплектующие к ракетным и авиационным системам. Для сохранения этих перспективных производств необходимо создать аэрокосмический технопарк УГАТУ с правом прямого выхода на зарубежные фирмы [1]. По данным СМИ в мире стремительно развивается частный космический сектор. Специалистам Уфы необходимо участвовать в тендерах на разработку и производство комплектующих, систем для космических комплексов. Пока частные космические системы имеют небольшую серию: 1-10 запусков, и большую стоимость сборки, что требует совместной работы авиаспециалистов Башкирии с венчурными фондами.

     Есть несколько научно-технических направлений, которые возможно с минимальными потерями времени разработать на базе УГАТУ и БГАУ: создание комплексов для разработки астероидов, космических ферм для производства биопродукции, кислорода и утилизации отходов (рис.1).

      Ещё К.Э. Циолковский высказал идею о том, что при долговременных полётах в космос можно было бы «жить взятыми нами запасами материи» сколь угодно долго, если захватить в путешествие земные растения для возобновления искусственной атмосферы, поглощения нечистот и производства пищи. В 20 веке эта идея была экспериментально проверена в условиях длительной изоляции людей в герметичных жилищах.

        Наземные эксперименты длительностью до 2-х лет выявили существенные проблемы на пути реализации биологических систем жизнеобеспечения (БСЖО) с полным круговоротом веществ.

       Большинство специалистов считают, что включение оранжереи для обогащения рациона космонавтов свежей витаминной зеленью способствовало бы улучшению среды обитания и здоровья экипажа в межпланетных полётах. Вследствие этого конструкции космических оранжерей являются предметом разработок в ряде стран. В космических оранжереях природные почвы в настоящее время не используют. Для этого есть ряд причин: органические компоненты почвы, как правило, являются хорошим субстратом для микрофлоры, в том числе и патогенной; при разложении органических веществ почвы выделяются трудно контролируемые газообразные загрязнители. При этом свойства почвы трудно стандартизировать при повторных поставках; удельный вес естественной почвы обычно бывает выше, чем у искусственных заменителей почвы, и т.д.

       Много лет ведутся работы с ионитными почвами применительно к космическим оранжереям. С середины 1980-х годов ИФОХ НАН Беларуси использовали различные марки почвозаменителей (ПЗ) «БИОНА» в качестве корнеобитаемой среды в прототипах космических оранжерей. Для условий пилотируемого космического аппарата достоинствами гранульных ионитных ПЗ типа «БИОНА-312» является сравнительно невысокий удельный вес и сравнительно неплохой потенциал продуктивности ионитных ПЗ (табл.1). Потенциал продуктивности субстрата  (Беркович и др.,1997; Беркович и др., 2001, Berkovich et al., 2003; Подольский, 2000) характеризует максимальное удельное количество сухой биомассы растений, которое можно вырастить на единице массы или объема этого субстрата.

                                                                                                                         Таблица 1  

    Характеристики потенциальной продуктивности ионитных почвозаменителей (Беркович и др.).

Название

Весовой ППС, мг/г

Объёмный ППС, мг/см3

Балканин (природный гранульный  соленасыщенный цеолит)

45

39,1

БИОНА-312 (гранульный)

90

71,1

ИС-2 (гранульный)

59

36,7

СВ-3 (волокнистый)

52,5

6,37

БИОНА-В (волокнистый)

72

10,1

 

       Ещё одно положительное качество ионитных почвозаменителей состоит в буферности относительно водородного показателя субстратного раствора: например, при варьировании рН поливной воды в диапазоне от 5,0 до 7,9 ед. величина рН раствора внутри пор волокнистого ПЗ уже через 1,5 ч стабилизируется в диапазоне оптимальных значений рН для овощных культур.

        Однако, все ионитные почвозаменители обладают главным недостатком, который существенно снижает их привлекательность для растениеводов: малой по сравнению с плодородными почвами ионной ёмкостью. Ёмкость ионного обмена у ионообменных смол (синтетических цеолитов), составляющих основу ионитных ПЗ, как минимум, на порядок ниже, чем у таких компонентов почвы, как гуминовые и фульвокислоты [Пинский, 1997]. Соотношение массы запаса основных ионов-нутриентов для минерального питания растений с массой сухого искусственного ионообменника составляет обычно не более 0,1.  Причём часть ионов перестаёт выходить в раствор при истощении ПЗ уже на 75-80%. Вследствие этого, для работы космической оранжереи на одних ионитных ПЗ пришлось бы везти с собой большой запас свежего ПЗ, что делает производство растительной продукции крайне невыгодным. Гораздо выгоднее выращивать растения гидропонным способом, запасая минеральные нутриенты в виде чистых солей или минеральных удобрений. Другое дело, что гидропонное выращивание растений трудно реализовать в условиях невесомости из-за необходимости строгого контроля и коррекции состава питательного раствора. Зато на поверхности небесных тел, где есть заметная гравитация, гидропоника гораздо предпочтительнее ионитных ПЗ.

       ПЗ марки БИОНА могут быть полезны и выгодны в целом ряде областей наземного растениеводства: селекционном деле, при размножении посадочного растительного материала, в элитном цветоводстве и т.д. Для этого в каждом отдельном случае надо анализировать соответствующий бизнес-план с учётом свойств и возможностей ионитного ПЗ и рынка сбыта. Что касается применения ионитов в космических оранжереях для условий невесомости, то с успехом используется волокнистая форма «БИОНА – В3» в корневых модулях космической оранжереи в сочетании с удобрениями. При этом потребление ионитного ПЗ сокращается в десятки раз.

       В последнее время в СМИ развернут тезис, что в мире не хватает продовольствия для пропитания 7 млрд.человек и нужно немедленно сокращать население Земли до 1 млрд. жителей. Разработки ученых АН Белоруси показывают, что это миф. С использованием новых космических технологий (препарат «Бион» повышает урожайность до 10 циклов/год) позволяют без проблем прокормить сегодняшнее население Земли. Кроме этого, промышленность еще даже не приступала к освоению морей, океанов, которые составляют 70% поверхности Земли.

       Недавно предприниматели РБ обратились в Роскосмос с предложением иследований в области космичеких почв в научных учреждениях Башкирии, с привлечением инвестиций исламских фондов. Проанализировав запрос Роскосмос, учитывая перспективы, произвел посадку капсулы биоспутника "Бион-1М" в 09.01 по местному времени 19.5.13г. в 100 километрах северо-восточнее Оренбурга (недалеко от г.Кумертау).

     В этой капсуле из месячного космического путешествия на Землю возвратились монгольские мыши-песчанки, гекконы, рыбки-цихлиды, растения и  искусственные метеориты. (РИА Новости http://ria.ru/science/20130517/937968976.html#ixzz2TbiBnFWl)

        Не секрет: повсеместно в Башкирии идет эрозия, деградация почв, опустынивание, ухудшение экологической обстановки [2, 3]. Для выправления экологической ситуации в Башкирии необходимы новые подходы, научные решения. Одним из научно-технических направлений являются ионитные почвы  «Биона». Для успешного развития внедренческих и научных работ по программе космических почв, необходимо совместная работа АН Беларуси и АН Башкирии.

                                                          Список литературы:

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. http://golosislama.ru/news.php?id=16068   

3. Саетгалиева Г. Э. Воспроизводство почвенного плодородия - основа рационального землепользования в муниципальных районах (на примере Стерлитамакского района Республики Башкортостан) [Текст] / Г. Э. Саетгалиева // Проблемы современной экономики (II): материалы междунар. науч. конф. (г. Челябинск, октябрь 2012 г.).  — Челябинск: Два комсомольца, 2012. — С. 195-197.

Рис.1 Схема космического комплекса для разработки астероида.

Фото 1: ЦСКБ "Прогресс"

 

 

 

Бесплатный хостинг uCoz