Почти как солнце. Физики и биологи управляют ростом растений при помощи света.

Лекция Юрия Николаевича Кульчина, академика РАН, заместителя Председателя Дальневосточного отделения Российской академии наук.

Лекция относится к новому направлению Агробиофотоника — влияние света на развитие растений.

Юрий Николаевич Кульчин – крупный специалист в области фотоники нано- и микроструктур и нанотехнологий. Академик является автором и соавтором более 700 научных работ в ведущих отечественных и международных научных журналах, 14 монографий, 38 авторских свидетельств и патентов РФ. Около 300 из этих работ индексировано в базе данных WebofScience.

В лекции рассматриваются вопросы световой регуляции генетической системы растений и светового управления морфогенезом. Дано представление о механизмах трансляции светового сигнала в клетке. Показана взаимосвязь между фоторецепторными белками и эндогенными программами развития растений. Охарактеризована роль пигментных белков и фитогормонов в процессах регуляция онтогенеза растений. Приведены экспериментальные результаты, демонстрирующие световое управление морфогенезом растений.

Сегодня фотоника активно проникает в химию, биологию, медицину, инженерию, что привело к разработке новых технологий создания оптических материалов, открытия новых оптических явлений и эффектов, которые легли в основу создания принципиально новых элементов, приборов и систем. Однако, несмотря на впечатляющие успехи, значительный прогресс в развитии и использовании достижений фотоники наблюдается только в последние три-четыре десятилетия. В тоже время в Природе живая материя давно использует энергию солнечного излучения для формирования и обеспечения жизнедеятельности биологических объектов, без повышенных требований к исходным материалам и энергетике процессов и экстремальных технологических условий.

Свет является одним из важных факторов, необходимых для фотосинтеза и развития растения. Кроме того, свет оказывает непосредственное влияние на рост, на многие процессы дифференциации в клетках и тканях, и на само органообразование. Управляя параметрами и характеристиками света можно влиять на эффективность процесса роста растений и запасания ими полезных веществ. Практически это важно для успешного выращивания культурных и сельскохозяйственных растений, например, при содержании оранжерей и теплиц, поскольку правильная организация освещённости выращиваемых растений будет способствовать лучшему росту и развитию растений и повышению их урожайности.

Основными характеристиками света при производстве хлорофилла и управления процессом морфогенеза считают спектральный состав, интенсивность, суточную и сезонную динамику. Учет потребностей растений в определенном спектральном составе света необходим при правильном подборе источников искусственного освещения. Но до сих пор нет ответа на такие вопросы, что происходит с белковым и гормональным обменом под влиянием различного освещения. Целью настоящего доклада является рассмотрение с единых позиций этих чрезвычайно важных для совершенствования технологий выращивания растений в защищенном грунте вопросов.