23 мая дети старшей и подготовительной групп детского сада «Сириус» посеяли зерна пшеницы, обработанные смесью микроорганизмов, выделенных из почв. Ребята ухаживают за всходами и ведут наблюдения, фиксируя все изменения в лабораторном журнале.
В июле, когда ростки окрепнут и сформируют корневую систему, их передадут школьникам – участникам направления «Агропромышленные и биотехнологии» научно-технологической проектной образовательной программы «Большие вызовы». В перспективе эксперимент поможет создать эффективные биоудобрения.
В посадке и наблюдениях ребятам помогают руководитель естественно-научной лаборатории детского сада «Сириус» Ольга Шабунина и научные сотрудники Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН Сергей Седых и Елена Воронина.
«Охотники на микробов»
«Питательные вещества в почве не всегда находятся в доступной для растений форме. Усвоить их помогают почвенные бактерии, – объясняет кандидат биологических наук, доцент СУНЦ НГУ методист направления «Генетика и биомедицина» всероссийского конкурса «Большие вызовы» Елена Воронина. – Наша идея в том, что искусственное внесение в почву полезных бактерий позволит сократить использование минеральных удобрений и создаст положительный экологический и экономический эффект. Но так как климат и почвы в разных регионах нашей страны сильно различаются, а вместе с ними варьируется количество и видовой состав бактерий, этот вопрос требует тщательного изучения».
Ученые нескольких научно-исследовательских организаций России реализуют проект «Атлас почвенных микроорганизмов Российской Федерации»: это Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (г. Новосибирск), Научно-технологический университет «Сириус», Сколтех и другие ведущие научные организации. Помогают и добровольцы – «гражданские ученые». В рамках проекта «Охотник за микробами» школьники под руководством наставников собирают образцы почвы по всей стране, проводят их первичную физико-химическую и микробиологическую характеризацию и передают результаты ученым. Научные сотрудники анализируют данные, полученные школьниками, проводят анализ новых ферментов для развития генетических технологий, бактериофагов, антибиотиков. В прошлом году на программе «Большие вызовы» старшеклассники провели анализ видового разнообразия и молекулярно-генетических особенностей бактерий рода Azotobacter в почвах Краснодарского края. Работа будет продолжена и в этом году, причем, объектом изучения станут как раз те посадки пшеницы, которые сделали на территории детского сада «Сириус».
Как работают бактерии?
В «Сириус» ученые привезли 18 штаммов бактерий, выделенных из почв разных регионов России. Все их объединяет способность делать минеральные вещества доступными для растений. Одни фиксируют атмосферный азот, другие растворяют фосфор, третьи делают биодоступным железо. Эти штаммы смешали в разных комбинациях и замочили в полученной «закваске» семена пшеницы. По гипотезе исследователей, при посадке бактерии вместе с семенами попадут в почву и продолжат свою полезную работу. Не забыли и про контрольную группу – это посевы из семян, не обработанных бактериальной «закваской».
Ученые не исключают, что разница в росте и развитии растений из опытной и контрольной группы будет видна невооруженным взглядом. Чтобы выяснить, так ли это, дошкольники и их научный руководитель будут регулярно проводить фотофиксацию посевов и измерять длину растений.
Малыши подготовят образцы для исследований школьников, посетят настоящую лабораторию биохакинга и нанотехнологии в Парке науки и искусства «Сириус» и приобщатся к настоящему научному исследованию.
«На «Больших вызовах» мы соберем почвенные комочки у корней растений и сделаем посев на чашке Петри. После того, как в питательной среде вырастут колонии бактерий, мы проведем молекулярно-генетический и микробиологический анализ, чтобы определить их видовой состав, а затем сравним с данными о составе при посадке. На основе этой информации сделаем выводы: прижились ли бактерии в почве», – говорит кандидат биологических наук, методист профиля «Агропромышленные и биотехнологии» конкурса «Большие вызовы» Сергей Седых.
Совместная научная работа детей и взрослых, уверены ученые, позволит в будущем создать эффективные и безопасные удобрения на основе бактериальной закваски для разных культур, почв и климатических условий.