Питание в космосе. Решение проблемной задачи

МБОУ «Подвязьевская СШ»

Номинация:  астрофизика

Проблемы   питания  в  космосе  и  их  решение

Автор работы: Агуреева Александра Юрьевна  - ученица 11кл.

Руководитель: Фадин Сергей Александрович – учитель

2018г.

-1-

Оглавление:

1.Введение

2.Постановка задачи

3.Сбор исходного материала

4.Облучение рентгеновскими лучами

5.Выращивание мутантов

6.Получение сортов с нужными свойствами

7.Получение продуктов питания.

-2-

Эпиграф

«И на Марсе будут

яблони цвести…»

    Я, Агуреева Александра, ученица 11 класса средней школы села Подвязья Рязанской области. Моя работа называется «Проблемы питания в космосе на основе опытов в Рязанской области и моих личных наблюдений» В последнее время население нашей  планеты стремительно растёт. За всё меньшие промежутки времени оно увеличивается в разы. Возникает проблема  с наличием продуктов питания, уже сейчас человек  испытывает дефицит белка, который просто необходим организму. Эта проблема имеет большое значение при длительных перелетах людей в космическом пространстве.
Какие же есть пути выхода из сложившейся ситуации?                                    Одно из решений - возделывание сои.                                                                           Соя не имеет равных в полевой культуре растений. Возделывая сою, хозяйства снимают, по существу 2 урожая – белка и растительного масла. Если сравнить содержание белка и жира в сое с их содержанием  в других продуктах, то получим следующую картину.  Соя – перспективная культура. Но не во всех регионах её можно выращивать. Дело в том, что для полного её созревания необходимо набрать сумму активных температур более 3000 градусов Цельсия.
Поэтому до недавнего времени она возделывалась лишь в Восточной Азии и Китае на широте 35 – 40градусов, а мы живём на широте 56градусов.  В России быстрый рост посевных площадей сои происходит на Дальнем Востоке. Но предпринимались попытки распространения сои в нечернозёмные районы, но они не увенчались успехом из – за несоответствия экологическим и биологическим требованиям сортов, в первую очередь  недостаточная сумма активных температур.

Основанием для распространения сои в нечернозёмной зоне является создание скороспелых сортов с коротким вегетационным периодом. В недавнем прошлом сорта имели сумму активных температур не менее 2200 градусов Цельсия. Следовательно, в редкие годы они могли полностью

-3-

завершить вегетацию, но чаще всего на широте Москвы они не вызревали.
В Рязанском научно – исследовательском институте сельского хозяйства НИИС работу с новой культурой поощрял директор института Вячеслав Игнатьевич Оскарёв  и его сотрудница Мария Павловна  Гуреева.
Задача состояла в том, чтобы получить формы сои с  существующей суммой активных температур не выше минимальной суммы активных температур на этой широте.

Для центральной нечернозёмной зоны сумма должна быть не более 1800 градусов Цельсия. Среди существующих сортов таких не было. Известно, что скрещиванием различных форм нельзя получить гибрид более скороспелый, чем родители. Следовательно,  нужно было найти другой способ, и он был найден. Получить скороспелую форму можно было «разорвав»  существующий генотип гамма - облучением.

Первый этап получения исходного материала – облучение семян проводили в радиолаборатории института им. Гамалеи Российской академии медицинских наук. Наиболее эффективными были дозы от 70 до 110 Гр. При мощности облучения 1,02 Гр/мин. Мутанты первого года. Получили различные формы, из которых отбирались пригодные для высева в нашей местности. Отбирались с оптимальным прикреплением бобов, с не  растрескивающимися бобами. Нужной высоты, с коротким вегетационным периодом.. Были выведены сорта Светлая, Магева, Касатка, Окская, которые успешно возделываются в Рязанской области  и других регионах. Выводятся и сейчас  новые сорта, в несколько этапов. 1) Коллекционный питомник Это питомник исходного материала. Сорта адаптивные к Ряз. Обл. пересеваются. Не вызревшие сорта выбрасываются. 2) Гибридный питомник: отобрали в коллекционном питомнике,  скрестили и получили гибриды 1 поколения и эти гибриды высеваются, итак до 4 – 6 поколений. Из них отбираются те сорта, которые подходят по признаку, который учитывается. 3)Селекционный питомник: От гибридов 6 поколения отобранные идут в этот питомник и здесь уже отбираются делянки по комплексу нужных признаков.4) Контрольный питомник: из селекционного питомника высев происходит в 3 повторностях. Так опыт

-4-

получается более точный. Начинается механизированная обработка. 5)Конкурсное сортоиспытание  происходит в 4 повторениях. Испытание длится 3 года.  Смотрят на сколько пригоден сорт, его урожайность, белок, жир.

Наше участие.
В нашей школе было создано звено из школьников, которые принимали участие в выращивании сои в селе Подвязье.
Цель – изучить влияние сроков высева и способов посева на урожайность сои. Изучить действие нитрагина на урожайность сои. Для изучения мы взяли сорт Магева.
Схема опыта.
Сроки сева. Делянки 5 рядков. Длина рядка 1 м.
1.1 – 10 мая
2. 11 – 20 мая
3. 21 – 31 мая.

 Способы посева. Делянки по 5 рядков. Длина рядка 1 м.
1. Ширина между рядками 15 см.
2. Ширина между  рядками45 см.

Влияние нитрагина на урожайность. Делянки по 5 рядков. Ширина между рядками 45 см. Длина рядка 1 м.
1. Посев без обработки нитрагином.
2. Посев семенами, которые обработаны нитрагином.

Посев. На рядке длиной 1 м мы высевали по 40 семян вручную, равномерно их распределяли в лунке. Когда появились всходы, растения продёрнули и оставили на одном рядке 25 растений. Затем наблюдали за растениями наблюдали начало образования бобов, рост бобов ,удаляли сорняки и рыхлили междурядья. Когда соя зацвела, мы выкапывали растения и наблюдали клубеньки, которые образовались на корнях растений.

 Когда растения созрели (листья с растений опали, стебель приобрёл светло – коричневую окраску, бобы стали коричневые) мы выдёргиваем с каждого варианта опыта растения с одного рядка. В лаборатории измеряем высоту растения, высоту прикрепления нижнего боба, считаем массу семян с 1

-5-

растения и определяем урожайность. Площадь делянки 0,45 и 0,15 м²
Уборку оставшихся рядков мы провели серпом, обмолотили снопы вручную. Затем удаляем мусор (комочки земли), больные и повреждённые  семена. Если семена влажные, то их подсушиваем и храним в мешочках.

Определение всхожести семян после уборки. Семена проращивают в песке. Песок перед использованием  прокаливают для обеззараживания и просевают через сито. Затем заполняют растильню на половину её высоты песком, смачивают и разравнивают его. Раскладывают семена и слегка вдавливают в песок. Растильню ставят в термостат. Всхожесть снимается на 7 день. Энергия прорастания характеризует дружность и быстроту прорастания семян.
Определние суммы активных температур. Складываем среднюю температуру воздуха за сутки выше +10 в период от всходов до уборки. В зависимости от сроков посева, сумма активных температур у сорта Магева была 1983 – 2330.

ВЫВОДЫ. Установили, что лучший срок посева 1 – 10 мая. Оптимальное расстояние между рядками 45 см  Клубеньков на корнях больше при этой ширине, т.к. здесь проводили рыхление почвы. Считается, что рыхление – это сухой полив.
На растениях, семена которых были обработаны нитрагином, клубеньков больше и они крупнее. Урожайность выше при применении нитрагина – 2,3 т/га;

Применение соя находит достаточно широкое. Из семян получается нежное белое молоко, без чужеродного привкуса . Сыр отличается высоким содержанием полноценного растительного белка, сравнимого по аминокислотному составу и биологической ценности с белком мяса.8 из 20 аминокислот организм человека синтезировать не в состоянии, но они есть в сое(лизин,метионин,триптофан,треонин,изоейцин,фенилаланин,валин,лейцин). Соя рекомендуется как диетический продукт питания для больных
диабетом. Из очищенных белков сои с добавлением ингредиентов вкуса и запаха готовят аналоги любых продуктов. Эти продукты обладают высокой переваримостью белка и свободны от основного недостатка продуктов животноводства.  

-6-
Сою выращивают вместе с кукурузой. Зелёная масса идёт на корм животным, соя является восполнителем недостатка белка в их организмах.

Заключение. Таким образом мы видим, что соя  занимает очень важное место в нашей жизни и эту культуру нужно активно размножать во всех регионах, особенно эта культура потребуется при длительных перелетах в космическом пространстве, т.к. она является незаменимым источником белка (в виде мясных продуктов), молока, сыра и др. продуктов питания. Я думаю, что имея космическое излучение, можно получить мутанты сорта с коротким периодом вегетации и небольшой суммой активных температур. Эти выводы я делаю на основании того, что опыты проведенные мной и работниками НИИ АПК дали положительные результаты.

Список литературы:                                                                                           Посыпанов А.В. – соя в подмосковье.                                                                        Касаткин И.П.  – соя.                                                                                                  Хотулев И.М. – соя.                                                                                                        ЛещенкоЕ.Г. – Соя и её возделование.                                                                Интернет ресурсы.

Краткое описание документа:

Данный материал является дополнительным иллюстративным материалом,, который может быть использован в ходе разговора о полетах к Марсу или другим планетам Солнечной системы. Учащиеся предлагается подумать и разработать собственные варианты организации питания космонавтов в пути и на других планетах. Опираясь на реальные разработки современных российских ученых НИИ АПК СХ учащиеся решают данную проблемную задачу.