Больше не надо ждать 60 лет: китайские ученые научились превращать пустынный песок в почву всего за 10 месяцев

Ученые из Китайской академии наук предложили инновационный метод для борьбы с опустыниванием. Они экспериментально доказали, что с помощью специально выведенных в лаборатории цианобактерий можно превратить обычный песок в плодородный грунт за рекордные 10-16 месяцев. Как сообщается в журнале Soil Biology and Biochemistry, в основе технологии лежит формирование так называемых индуцированных биологических почвенных корок (IBSC), которые останавливают эрозию и запускают процесс почвообразования, имитируя тем самым естественные механизмы природы, наблюдавшиеся учеными на протяжении 59 лет.

Традиционные методы борьбы с опустыниванием, предполагающие высадку деревьев и кустарников, характеризуются низкой эффективностью из-за подвижности песков — корневая система не успевает закрепиться в грунте. Новый подход направлен на первичную стабилизацию самого субстрата перед началом озеленения.

В рамках нового исследования ученые проанализировали образцы естественных биологических корок, формировавшихся на протяжении 59 лет. В дикой природе экологическая сукцессия проходит три стадии: доминирование цианобактерий, появление лишайников и разрастание мхов. Естественное образование базовой устойчивой корки занимает около 15 лет. Сравнительный анализ показал, что целенаправленное внесение микроорганизмов сокращает этот процесс до одного-двух сезонов.

Полевые испытания проводились на базе экспериментальной станции Шапотоу, а также на окраинах пустынь Такла-Макан и Тенгер. На ранних этапах применялись жидкие культуры бактерий, требующие использования насосов и тяжелой техники. Впоследствии исследователи разработали сухие гранулы — портативные «семена», состоящие из цианобактерий и питательной среды. Данный формат позволяет распределять материал вручную или с помощью беспилотников в труднодоступных локациях.

При минимальном контакте с влагой цианобактерии сразу активизируются. Под воздействием солнечного света они выделяют полисахариды — вязкие вещества, связывающие песчинки в плотную матрицу, и параллельно фиксируют атмосферный азот. Отмирающие микроорганизмы формируют первичный органический слой, удерживающий воду, азот и фосфор. Лабораторные и полевые тесты зафиксировали снижение потерь почвы от ветровой эрозии более чем на 90%. Накопление общего органического углерода в индуцированных корках происходит в 3,2 раза быстрее по сравнению с естественными.

Авторы исследования сообщили про физическую уязвимость искусственной корки на начальных этапах. Структура разрушается под механическим воздействием автомобильных шин, шагов человека или копыт животных, что требует строгой изоляции обрабатываемых зон. В течение следующих пяти лет планируется применение технологии на площади 6667 гектаров в провинции Нинся для мониторинга ее устойчивости в промышленных масштабах.

Источник: zmescience.com