Как вечная мерзлота поможет обеспечить продовольственную безопасность РФ

В Якутии планируют расширить возможности находящегося в республике единственного в мире энергонезависимого криохранилища семян. Сейчас оно рассчитано на 100 тысяч образцов. Увеличение мощностей позволит стране не зависеть от импорта.

Всходы через 43 года

Первое в мире опытно-экспериментальное криохранилище появилось под зданием Института мерзлотоведения в Якутске более 40 лет назад. Отцами-основателями проекта были якутские ученые Василий Дохунаев, Никита Соломонов, Борис Иванов и Василий Алексеев.

В 1976 году в толщу вечной мерзлоты заложили семена из запасной коллекции Всесоюзного института растениеводства (ныне - Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова). И несмотря на то что в 90-е годы прошлого века научные связи ослабли, вуз продолжал снабжать семенами якутских ученых.

- После развала СССР в подземной шахте, где хранились заложенные в конце 1970-х образцы, произошел обвал. Часть семян в результате ЧП была утеряна. Тогда сотрудники Института биологических проблем криолитозоны (ИБПК) Сибирского отделения РАН совершили настоящий подвиг. Под руководством директора Ботанического сада Иннокентия Федорова они с риском для жизни извлекли около 11 тысяч образцов из полуразвалившейся шахты на глубине 12 метров, - рассказывает главный научный сотрудник института, доктор биологических наук Борис Кершенгольц.

Сотрудничество Якутии с ведущим научным институтом страны в области растениеводства возобновилось в прошлом году. Чтобы изучить физиологические, посевные и генетические свойства образцов, которые хранились в вечной мерзлоте 43 года, ученые провели контрольную высадку. Семена прорастили, получили от них плоды и новые семена, которые также подверглись комплексной проверке. Оказалось, что образцы сохранили все свои свойства на уровне 80-85 процентов, то есть ни в чем не уступают свежим.

Холод как преимущество

Ныне действующий криобанк построили в 2012 году в одной из старых шахт ИБПК. Сейчас здесь хранится около 12 тысяч образцов семян бобовых, злаковых и других сельскохозяйственных культур, а также дикоросов.

Спустившись на глубину около 12 метров по широкой металлической лестнице, попадаешь в длинный зал с ровными рядами стеллажей. На полках - стеклянные банки с семенами: современные образцы соседствуют с нутом и фасолью, привезенными в конце 1970-х. Тут же - семена якутских сортов сельскохозяйственных культур и дикоросов. Последние хранят для обеспечения экологической безопасности. Многие виды дикорастущих растений со временем исчезают из-за изменений климата, антропогенного воздействия и лесных пожаров. Коллекция криобанка поможет восстановить утраченное.

- В хранилище поддерживается температура минус 8-12 градусов. За показателями следят при помощи специальных датчиков, которые передают данные в лабораторию. Есть у природного холода еще одно важное преимущество - семена не нужно пересевать каждые 12-15 лет, как это делают в хранилищах с искусственным охлаждением. Глубина в 12 метров тоже выбрана неслучайно. Температура здесь стабильна в течение всего года, а для семян важно, чтобы не было перепадов, - говорит младший научный сотрудник лаборатории инженерной геокриологии Института мерзлотоведения Василий Куваев.

Новое хранилище будет, как и действующее сейчас, полностью автономным. Оно не потребует затрат на электроэнергию, водоснабжение и охлаждение

Для охлаждения поверхности грунтов в летнее время применяется технология запасания зимнего холода. Ее разработали специалисты Института мерзлотоведения под руководством доктора технических наук Георгия Кузьмина. Естественная циркуляция холодного воздуха в подземной шахте происходит по охлаждающим каналам. Свою разработку, благодаря которой криохранилище полностью автономно и энергонезависимо, якутские ученые запатентовали.

Объект стратегического значения

На протяжении последнего десятилетия ученые ведут переговоры о строительстве в Якутске федерального криохранилища вместимостью до миллиона образцов. Разработано финансово-экономическое обоснование строительства, включая небольшой надземный лабораторный корпус. Стоимость проекта - чуть больше миллиарда рублей.

Предложение о создании в Якутии Всероссийского криохранилища семян поддержал президент РАН Александр Сергеев. В феврале 2022 года издан указ президента РФ Владимира Путина о формировании Национального центра генетических ресурсов растений. Одним из его пунктов предусмотрено появление на территории страны резервного хранилища семян растений на случай чрезвычайной ситуации.

Проект по созданию всероссийского криобанка планируется реализовать в рамках научно-образовательного центра "Север". Новый объект будет, как и действующее сейчас хранилище, полностью автономным и не потребует затрат на электроэнергию, водоснабжение, охлаждение и поддержание оптимальных температур. На глубине 9-12 метров семена защищены от любых природных или техногенных катаклизмов, аварий и катастроф на поверхности земли. Определено несколько площадок в окрестностях Якутска, пригодных для строительства объекта, где наиболее устойчивая и низкотемпературная мерзлота.

В условиях санкций создание такого объекта - гарантия продовольственной безопасности страны. Во времена СССР страна полностью обеспечивала себя посевным материалом. Сейчас две трети семян сельскохозяйственных культур в России импортные. Они качественные и хорошо всходят, но в большинстве своем не рассчитаны на воспроизводство - то есть каждый год нужно покупать новые. Если в отрасли будут введены санкции, поставки прекратятся.

В настоящее время разрабатывается дорожная карта создания резервного криохранилища. Правительству РФ поручено утвердить программу развития Национального центра генетических ресурсов растений до 8 августа 2022 года.

Справка "РГ"

Самый крупный генетический банк, в котором собраны семена со всего мира, - "Мировое хранилище Судного дня". Он построен в 2008 году на острове Шпицберген в Норвегии. По данным на 2020 год, там насчитывается более 900 тысяч образцов. Температуры пород на Шпицбергене намного выше, чем в Якутии, поэтому криохранилище нуждается в мощном искусственном охлаждении. Его холодильные установки работают на местном угле, но для глубокой проморозки пород этого недостаточно. В условиях потепления в Арктике в последние годы в мировом хранилище семян наблюдаются сезонные протечки.

Основное хранилище семян растений России на 350 тысяч образцов находится на Кубани. Образцы хранят в морозильных установках при температуре минус 18.С, что требует колоссальных затрат на электроэнергию. Сроки такого хранения ограничены как максимум 15 годами - потом семена нужно пересевать.