Биотехнологии приходят на помощь лесному хозяйству
Хвойное драже по рецепту Соловьева
После пожара лес долго и трудно восстанавливается. Первым на гари приходит кустарник, за ним – осина с березой, а когда они прочно укоренятся, лет этак через 40, проклюнется сосна с елкой. Как убыстрить этот процесс, задумались в Мегетском лесопитомнике. И в поисках ответа создали в прошлом году лабораторию биотехнологии во главе с генетиком и микробиологом Сергеем Соловьевым.
Домик для семян
– Растение, как человек, – сказал Сергей Федорович, знакомя меня со своим хозяйством, – все стадии проходит: ребенок, взрослый, старик. И как у человека самая уязвимая стадия – младенчество, когда сосенке или ели нужно проклюнуться и укрепиться на земле. Как облегчить ему эту задачу? Лучше всего снабдить каждое семя запасом необходимых для прорастания веществ. Упаковать его в свой собственный домик.
Самая идеальная конструкция для такого домика – известное всем конфетное или лекарственное драже, у которого сверху оболочка, а внутри – нужная начинка. Идея простая и давно уже применяемая в том же сахарном свекловодстве. Созданы даже устройства для приготовления такого свекловичного драже. Но цена этих аппаратов заоблачная, совершенно неподъемная для питомника. Требовалось выкрутиться собственными силами, надеясь на смекалку и творческое мышление.
Начали с поиска упаковки. Перебирали разные варианты полимеров, пока не остановились на подходящем. В сухом виде он как пленка, а чуть капнешь водой – он сразу набухает и хорошо держит влагу. Вот только один недостаток – плохо клеится с семенами.
– Пришлось поработать, – посмеивается Сергей Федорович, – чтобы научить его обволакивать семена.
Сложность возникла и с наполнителем, который должен служить подкормкой. Пробовали тонкий торф, пробовали крахмал – ничего не выходило. Наконец остановились на древесной золе. Кроме питательных качеств она берет на себя избыток воды, что ускоряет сушку гранул.
Но золы требовалось много, где ее взять. Развесили по Мегету объявления и цену назначили. Но охотников не нашлось. Думали из Москвы выписывать в баночках, уже просеянную, как предлагалось по интернету. Но это бы влетело в копеечку. Оказалось, что зола есть под боком. Сосновые и еловые шишки, которые заготавливают и привозят в питомник лесхозы, сушат в печах. Бери сколько нужно.
Еще обходя лабораторию, я обратил внимание на бетономешалку, которая как-то дисгармонировала с научной обстановкой. Оказалось, самая необходимая вещь для производства драже. В ней смешиваются все ингредиенты. На этом, правда, вся механизация заканчивается, остальное – дело рук сотрудниц лаборатории.
– Когда мы первую партию из пяти килограммов сделали, казалось, так много, – рассказал Сергей Федорович. – И вдруг этой весной «Группа «Илим» заказывает сто килограммов, для засева с самолета гарей в Усть-Илимском и Братском районах. Мы прямо ужаснулись – не осилим. Удивительно, но за две недели справились.
– А какие семена быстрее прорастают: обычные из шишек или дражжированные?
– Опыты показали – всхожесть одинаковая. Дражжирование влияет на энергию роста, гарантирует большую выживаемость.
Гарантом выступают черные дрожжи, вносимые в начинку хвойного драже. Это давний предмет исследований Соловьева как микробиолога, и о нем следует рассказать особо.
Стимуляторы роста
Черные дрожжи нашли случайно. Произошло это более 30 лет назад, когда лаборатория генетики Иркутского госуниверситета, в которой работал Соловьев, вела мониторинг уровня сбросов в Байкал отходов БЦБК. И вот, взяв в семи километрах от Байкальска очередную пробу воды и сделав анализ, натолкнулись на эти самые черные дрожжи и даже дали им звучное название «Exophiale nigrum».
В то время от науки требовали прикладного применения, чтобы она не витала в облаках, а больше работала на народное хозяйство. Вот и стали исследовать «Exophiale» на пользу обществу. Открылись любопытные подробности. Хорошо переносит холод, не зря же облюбовал байкальские воды. Более того, его аналог позднее обнаружат в Антарктиде. А уж холоднее места на планете нет. Выяснили также, что он патогенен для человека и растений, то есть безвреден. Свойства, конечно, ценные, но, увы, малоприменимые.
И только когда выделили содержащий в нем пигмент меламин, стали прозревать, что он может служить прекрасным стимулятором роста растений. Заложили эксперимент в Кайском тепличном комбинате, который подтвердил все расчеты ученых. Корнеобразование шло в несколько раз быстрее. Как будто на обычный автомобиль поставили гоночный мотор, и он развил бешеную скорость.
Опыты с пшеницей оказались еще более успешными. Семена, приняв целебную ванну из черных дрожжей, и росли, естественно, как на дрожжах. В газетах замелькали заметки о «живой воде», творящей чудеса. Лабораторию наградили медалью ВДНХ за ценную разработку.
Казалось бы, дорога к рекордным урожаям открыта, но тут грянула перестройка, которая смела и лабораторию генетики, и все ее открытия. Хозяйства, которые еще недавно горели желанием испытать новый препарат, сидели без денег, без фондов, без ясных перспектив, мечтая лишь выжить. Единственное, что успел сделать Соловьев, запатентовать черные дрожжи как стимулятор роста.
– Больше 30 лет прошло, а я все не могу отрешиться от этой идеи. Помаленьку пишу книгу по черным дрожжам. Хочется довести дело до конца, как говорится, оставить свой след. Я и сюда пришел с мыслью внедрить черные дрожжи для ускорения роста древесных саженцев. Будем экспериментировать.
Чем живет и дышит почва
Лабораторию создали еще с одним прицелом: проводить фитопатологические исследования, то есть оберегать растения от болезней. Для питомников типа Мегетского эти болезни более опасны, чем для лесных массивов. В них сосредоточено большое количество однородных растений, и в случае возникновения эпидемии она может выкосить весь питомник.
– Здесь пока ничего подобного не случалось, но береженого, как говорится, бог бережет. Должен быть постоянный контроль за экологией почвы. И не только здесь, но и в тех местах, где ведутся посадки деревьев.
– А что дает знание почвы в том же, например, Слюдянском районе?
– С помощью мониторинга минерального состава почвы мы можем прогнозировать возникновение той или иной болезни деревьев и заранее принять меры к подавлению ее очагов. Вот пропустили же бактериальную водянку кедра. Настоящая эпидемия гуляет по области.
– А отчего, по-вашему, она разразилась?
– Причин много. Массовая вырубка леса привела к климатическим изменениям: возникли сильные ветра, исчезла былая мягкость, климат стал резко континентальным. Ну и, конечно, разносчик заразы – человек с колотом. Сначала он травмирует дерево, и в рану насекомые заносят болезнетворные бактерии. На следующий год он опять пришел, ударил колотом по ране, подцепил бактерии и перенес их на здоровое дерево. С любой болезнью бороться можно, но когда она приняла масштабный характер, это недешево стоит.
Дерево из пробирки
По признанию Соловьева, он приверженец философии, которая рассматривает биосферу как единое нераздельное целое.
– Думаем, что посадили растение, и оно само по себе выросло. Забывая о том, что растение связано с микробиотой, с микробами, которые влияют на нее в этом месте. Не зря хвойные рекомендуют брать с большим комом земли, чтобы перенести на новое место все содружество микроорганизмов. Где мы в первую очередь ищем грибы – под елочкой. И рыжики, и белые там селятся. Они образуют так называемую микоризу с корнями хвойных. Дерево помогает им, а они помогают дереву. Биологический симбиоз.
В Китае, рассказал он, когда сильно вырубили весь лес, решили его восстановить. Отвели плодородные земли, из отборных семян вырастили саженцы, рассадили их, как солдат в строю, ровными рядами, хорошо удобрили землю. И получили мертвый лес, в котором не было ни птиц, ни насекомых, ни рекордного прироста кубометров. Сообразили – нужно разнообразие.
– Генетическое разнообразие необходимо и для рода человеческого. Евгеника была заранее обречена на неудачу. Нельзя вырастить идеальную породу людей. Калека может нести какие-то свои задатки, которых у других нет. Чем больше индивидуумов, тем лучше для человечества. А для растений это стопроцентное правило.
В питомнике есть аллея голубых елей, по которой любит прогуливаться Сергей Федорович. Саженцы этих елей лет 30 назад прислали из Подмосковных Горок, и они прекрасно прижились, вымахав в статных красавиц. Их бы побольше, да высадить в городе, украсить улицы. А еще добавить к ним серебристый тополь. Декоративное же дерево. Для пробы нарезали черенков, поставили в воду. Половина выживет – и то игра стоит свеч.
Но это, конечно, так, любительство. Настоящее его призвание – генетика. Он от нее долго убегал, чтобы выжить в голодные перестроечные годы, даже завел свое дело с музыкальным уклоном. И мог бы преуспевать. Но понял – не то, душа тянулась к первой любви.
– Нынешней зимой, благо в питомнике в это время мертвый сезон, начал я заниматься микроклонированием, то есть получать растение из его родной клеточки, – рассказывал он, выставив на стол целый строй пробирок с живыми клетками. – Это направление сейчас широко развивается, в лабораториях мира получено до пяти миллионов клонированных деревьев. А чем мы хуже. Наше оборудование позволяет заниматься клонированием. И результаты обнадеживающие. Пока самого клона не получили, но есть видение, как это можно сделать.
– А не проще семенами размножать? – внес я нотку скептицизма.
– Можно и семенами, весь вопрос во времени. Мне обещают прислать пихту корейскую. Очень она мне нравится, хотелось бы ее размножить. Но пришлют одно небольшое деревце. Мне придется лет двадцать ждать от него семян. А с помощью клонирования я уже через полгода буду иметь посадочный материал. И город украсится еще одним красивым деревом. А как жить без красоты? Не зря же говорят, что именно она спасет мир.
