28

июля

2026 год

Исследование ученых СурГУ доказало безопасность и пользу зеленных культур, выращенных гидропонным методом

Ученые Сургутского государственного университета показали, что гидропонный метод позволяет получать зеленные культуры с повышенным содержанием биологически активных веществ и минимальным уровнем тяжелых металлов, что свидетельствует об их высокой пищевой ценности и безопасности. Результаты работы опубликованы в журнале «Биотехнология».

Гидропоника – способ выращивания растений без почвы с использованием инертных субстратов, при котором корневая система получает необходимые минеральные вещества прямиком из специального водного питательного раствора. Такой метод позволяет выращивать зелень круглый год независимо от времени года, температуры или погодных условий, экономя при этом до 90 % воды по сравнению с традиционным земледелием, так как вода и питательные вещества циркулируют, а не уходят в грунт. При выращивании в почве значительная часть продуктов фотосинтеза (ассимилятов) направляется на развитие мощной корневой системы для поиска и поглощения воды и минеральных элементов, тогда как в гидропонике эти вещества поступают непосредственно из сбалансированного раствора.

«При гидропонном выращивании корни растения находятся в инертном субстрате (например, керамзит, минеральная агровата, перлит) или непосредственно в питательном растворе, который уже содержит все необходимые элементы в идеально сбалансированной форме. Таким образом, растение не тратит силы на “добычу” пищи, а направляет всю энергию на рост, развитие и синтез биологически активных веществ. Это позволяет получать высокие урожаи за более короткий срок», – комментирует Зоя Самойленко, кандидат биологических наук, доцент, старший научный сотрудник Научно-образовательного центра Института естественных и технических наук (НОЦ ИЕиТН) СурГУ.

Отсутствие почвы снижает риски почвенных инфекций и засорения сорняками, а контролируемые условия позволяют значительно сократить применение пестицидов (вплоть до полного отказа в изолированных системах). Гидропонные фермы могут быть размещены в городской среде (чердаки, подвалы, контейнерные модули), в том числе на территориях с неплодородными грунтами (пески, каменистые субстраты, зоны многолетнемерзлых пород), где традиционное земледелие невозможно или экономически нецелесообразно.

Исследование ученых показало, что гидропонный метод выращивания влияет на химический состав растений. В их состав входят большое количество биологически активных веществ: каротиноиды, полифенолы, жирные кислоты, витамины группы В, А, С, К, РР, Е, а также макро- и микроэлементы. Оказалось, что в гидропонных образцах значительно выше содержание хлорофиллов – главных пигментов фотосинтеза, а также ряда каротиноидов, известных своими антиоксидантными свойствами. Так, в листовой капусте, выращенной на гидропонике, содержание каротиноидов составило 4,53 мг/г, что в 5,7 раза превышает показатель для образцов из открытого грунта. Это позволяет предположить, что в оптимальных условиях растение может синтезировать больше ценных соединений.

Исследователи также оценили содержание тяжелых металлов – кадмия, свинца, хрома. В традиционном земледелии тяжелые металлы часто поступают в растения из загрязненной почвы. Гидропонный метод, при условии использования химически чистых солей и воды, позволяет исключить этот путь загрязнения. В проведенном исследовании содержание тяжелых металлов в гидропонной продукции оказалось на ультраследовом уровне, значительно ниже предельно допустимых концентраций (ПДК).

Добиться стабильного качества и предсказуемого результата экспериментов оказалось возможным при постоянном контроле спектра и мощности света, состава питательного раствора, температуры и влажности.
В ходе работы исследователи сравнили влияние белого и комбинированного (состоящего из красного, синего и белого) света. Красно-синее излучение максимально эффективно для фотосинтеза растений. Добавление к такому диапазону еще широкого спектра белого света, включающего зеленую и желтую области, важно для ряда физиологических процессов. Эксперимент продемонстрировал, что выбор между белым и комбинированным освещением влияет не только на рост, но и на биохимический состав.

«Анализ состава показал, что под комбинированными лампами лучше накапливались флавоноиды (обладают антиоксидантными, антимикробными и противовоспалительными свойствами) в некоторых сортах листовой капусты и салата. Под белыми светодиодами больше флавоноидов накапливал базилик (сорта Эмили и Рози). При этом, следует отметить, что белое освещение, напротив, способствовало снижению содержания свинца и хрома в некоторых растениях по сравнению с цветными лампами. Таким образом, режим освещения растений для достижения желаемого результата – максимального урожая или максимальной пользы – подбирается индивидуально для каждой культуры и даже сорта», – подчеркивает Максим Мулюкин, кандидат технических наук, научный сотрудник НОЦ ИЕиТН СурГУ.

Гидропонные технологии требуют точного соблюдения параметров выращивания и постоянного контроля условий среды. На начальном этапе их внедрение связано с приобретением специализированного оборудования, организацией искусственного освещения и подготовкой квалифицированных специалистов. Особое значение имеет корректный состав питательного раствора: отклонения в концентрации отдельных элементов могут быстро отразиться на состоянии растений. Вместе с тем современные системы автоматизированного контроля позволяют своевременно отслеживать изменения кислотности, электропроводности, температуры и других параметров, снижая возможные риски и повышая воспроизводимость результатов. Наиболее эффективно гидропонные технологии применяются для выращивания зеленных, пряно-ароматических и эфиромасличных культур, томатов, огурцов и клубники. Для корнеплодов и зерновых их использование требует иных технологических решений и не во всех случаях является экономически целесообразным.

Авторы работы планируют изучить, как различные сочетания освещения и питательных растворов влияют на состав и свойства растений, а также на накопление конкретных биологически активных соединений. Такие исследования могут помочь создавать пищевые продукты с заранее заданными свойствами – например, с повышенным содержанием определенных антиоксидантов или других биологически активных веществ.

Развитие направления продолжается в рамках проекта «ЮграБиоФарм», который входит в портфель проектов стратегических целей Программы развития СурГУ на 2025-2036 годы, как участника федеральной программы «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети».

Подписывайся на нас в MAX Ӏ ВК!

Автор: Вероника Петровская
Фото: Медиацентр СурГУ