В январе прошлого, 2025 года лаборатория экологии растений Камчатского филиала Тихоокеанского института географии ДВО РАН приступила к исследованиям по проекту «Разработка технологии извлечения биостимуляторов роста растений из камчатских морских водорослей. Апробация их росто- и иммунопротекторного воздействия на выращиваемые на Камчатке тепличные культуры».
Данный проект поддержан региональным грантом Российского научного фонда.
Руководитель проекта — доктор биологических наук Нина Григорьевна Клочкова.
Полезные свойства ламинариевых водорослей учёным-биологам известны давно. Эти морские растения содержат разнообразные биологически активные вещества, многие из которых оказывают ростостимулирующее влияние на развитие наземных растений. Камчатские сельскохозяйственные культуры как раз и нуждаются в них, так как лето на Камчатке короткое, погода непредсказуемая, почвы обеднённые; растения часто испытывают температурный стресс, болеют. Их надо обязательно поддерживать. Водорослевые экстракты являются эффективными адаптогенами и биостимуляторами роста, внедрение которых в региональное растениеводство, и особенно в тепличное хозяйство, позволит выращивать биофортифицированные, то есть здоровые, вкусные, насыщенные полезными микроэлементами и при этом экологически чистые овощи.
Экстракты из морских водорослей весь мир уже давно производит и использует. В России же исследования в этом направлении пока только начинаются. Проект Камчатского филиала ТИГ ДВО РАН имеет перспективу коммерциализации и организации местного производства жидких и сухих экстрактов, которые оказывают ростостимулирующее действие и повышают стрессоустойчивость растений. В результате не надо будет завозить на полуостров зарубежные ростостимулирующие препараты. Камчатка обладает водорослевыми ресурсами для производства экстрактов в достаточном объёме. Таким образом, исследования, которые ведутся в Камчатском филиале ТИГ, имеют большое практическое значение.
Для реализации проекта в полном объёме учёным-биологам Камчатского филиала ТИГ предстоит провести большое количество лабораторных экспериментов, задачей которых является выявление видов водорослей с наилучшими ростостимулирующими способностями и определение эффективности воздействия на развитие взрослых растений и их семян тех или иных концентраций водорослевых экстрактов.
Подготовку первых в 2025 году экспериментов по проращиванию семян, обработанных разноконцентрированными водорослевыми экстрактами, сотрудники лаборатории начали с января. Из одиннадцати видов ламинариевых, собранных в большом количестве ещё осенью 2024 года в бухте Вилючинской Авачинского залива, были взяты для экспериментов два самых массовых и широко распространённых в прикамчатских морских водах вида: хедофиллум Бонгарда Hedophyllum bongardianum и алярию съедобную Alaria esculenta. Вначале из них были получены экстракты, а затем их растворы с концентрациями 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 и 20 %. В качестве тестируемого объекта использовалась бобовая культура вигна лучистая Vigna radiata (Linnaeus) Wilczek, а по-простому — маш. В исследованиях подобного рода маш является модельным объектом.
В феврале 2025 года был проведён первый эксперимент. На стеллажах лаборатории были расставлены чашки Петри с семенами маша, увлажнёнными разноконцентрированными растворами экстрактов. Для контрольных проб использовали дистиллированную воду.
В лаборатории экологии растений КФ ТИГ ДВО РАН:
экспериментальные пробы с проростками маша в чашках Петри (ряд справа),
бутылки с разноконцентрированными растворами экстракта
Прорастающие семена маша получают очередную порцию экстракта
Наблюдение за всхожестью и развитием семян — от лопнувшей кожуры до появления первых листочков — вели ежедневно. При этом определяли энергию прорастания и темпы развития. В установленные дни у каждого проростка измеряли длину зародышевых корешков, участков надземной части под семядолей и над семядолей; по сумме этих показателей определяли общую длину проростков.
Лаборант А. О. Притыка проводит взвешивание семян
и их изучение с помощью микроскопа
На экране монитора — увеличенное с помощью микроскопа
изображение экспериментального проростка маша
Доктор биологических наук Н. Г. Клочкова за работой
Результаты исследований, проведённых в 2025 году, были опубликованы в статьях:
— «Воздействие водного экстракта камчатской бурой водоросли Hedophyllum bongardianum (Laminariales) на прорастание семян Vigna radiata (Fabales)» (авторы Н. Г. Клочкова, Е. В. Матвеева) — в ежегодном сборнике научных работ «Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей» (2025, с. 205–212).
— «Эффективность использования водного экстракта камчатской морской бурой водоросли Alaria esculenta (Laminariales) как биостимулятора прорастания семян Vigna radiata (Fabales)» (авторы Н. Г. Клочкова, С. В. Рогатых) — в научном журнале «Вестник Камчатского государственного технического университета» (2025, № 74, с. 86–96).
В текущем году первый эксперимент был проведён уже в начале февраля. Предполагалось определить, каковой может быть длительность сохранения ростостимулирующей эффективности экстракта. Для этого был использован экстракт алярии, изготовленный в феврале 2025 года и хранившийся почти год в холодильнике при температуре 4 оC, и свежеприготовленный экстракт из того же вида, собранного в том же районе побережья. Проверялось воздействие на семена маша растворов экстрактов с концентрациями 8, 10, 12 и 14 %.
— Мы получили прекрасный результат! — рассказала Н. Г. Клочкова. — За год хранения экстракта эффективность его ростостимулирующего воздействия немного снизилась по сравнению с действием свежеприготовленного экстракта. Это было видно по небольшому снижению общего веса пророщенных семян. Он стал чуточку меньше, чем в пробах, обрабатывавшихся экстрактом, полученным в 2026 году, но был всё же заметно больше, чем в контрольной группе. Это свидетельствует о высокой устойчивости содержащихся в экстрактах химических соединений, оказывающих ростостимулирующий эффект.
С 20 февраля 2026 года в лаборатории прошёл ещё один эксперимент. Изучались экстракты трёх видов ламинариевых водорослей. Два из них — ранее апробированные хедофиллум Бонгарда и алярия съедобная, а третий — талассиофиллум решётчатый Thalassiophyllum clathrus. Он был выбран для исследований благодаря высокому содержанию в нём полифенольных соединений, обладающих высокой антиоксидантной активностью. Из каждого вида были изготовлены экстракты, и под их воздействием семена маша выращивались до появления первой пары настоящих листьев. Учёным предстояло выяснить, экстракт какого из видов ламинариевых действует лучше и приводит к наибольшему весу проростков. Данные этого эксперимента пока проходят статистическую обработку и будут опубликованы.
Сейчас в лаборатории ведётся следующий эксперимент. Когда появится первая пара настоящих листьев, проростки подвергнутся инструментальному анализу с использованием хлорофиллометра — нового прибора, приобретённого на средства гранта РНФ. Он позволяет определять неинвазивным методом содержание у растений хлорофилла и азота. Данные, полученные с помощью этого прибора, позволят судить об уровне фотосинтеза и в целом — об общем физиологическом состоянии проростков, промачивавшихся растворами разноконцентрированных экстрактов разных видов водорослей. После этого проростки будут высушены до абсолютно сухого состояния и подвергнуты озолению в муфельной печи. Сравнение данных по содержанию у них органических и минеральных веществ позволит точнее оценить ростостимулирующую активность протестированных водорослевых препаратов.
Для разработки технологии получения биостимуляторов роста продолжаются эксперименты, начатые в 2025 году. Они позволят определить условия, способствующие более полному выходу из водорослей в жидкую среду биологически активных водорастворимых веществ. Для этого необходимо:
— экспериментально подобрать объём воды, обеспечивающий наиболее эффективную экстракцию водорослей;
— определить, какие водоросли для этого подходят лучше: свежие, замороженные, сухие;
–– выяснить, какие виды водорослей содержат наибольшее количество водорастворимых веществ и в какой из сезонов года у них максимальное содержание ростостимулирующих фитогормонов;
— определить оптимальную температуру и Рh экстрагента;
— установить оптимальное время экстракции.
Также необходимо отработать такой процесс, как изготовление концентрата экстрагированных веществ.
Об этом Н. Г. Клочкова рассказала:
— Мы хотим, чтобы конечным результатом исследований было появление товарного продукта, и это должны быть небольшие объёмы супернасыщенного экстракта с рекомендацией по их разведению.
В нашей лаборатории уже начались исследования в направлении получения концентрированных растворов с использованием установки с мембранными фильтрами, которые не пропускают даже самые низкомолекулярные соединения и отсекают воду. Вода не имеет ни вкуса, ни запаха водорослей. Я её пробовала.
Для осуществления мембранного фильтрования мы брали пять литров экстракта и прогоняли через баромембранную установку. Уже после седьмого цикла фильтрования из пяти литров раствора получилось 700 граммов концентрата водорослевого экстракта.
Итогом этих исследований должна стать разработка технологии концентрирования экстрактов разных видов водорослей: определение гидромодуля, температурного режима, времени экстрагирования, режима и оптимального времени работы баромембранной установки для получения концентратов водорослевых экстрактов из разных видов изученных нами камчатских водорослей.
Следующим этапом исследований будет, как и заявлено в проекте, апробация росто- и иммунопротекторного воздействия водорослевых препаратов на выращиваемые на Камчатке тепличные культуры — помидоры и огурцы.
У лаборатории экологии растений Камчатского филиала Тихоокеанского института географии ДВО РАН работы по исполнению проекта ещё много, и она с энтузиазмом продолжается.
