Проблема деградации почв, вызванная эрозией, засолением и опустыниванием, остается одной из самых острых для сельского хозяйства и экологии. Особенно тяжелая ситуация складывается в регионах с суровым климатом и бедными почвами, таких как тундра и степи. Однако ученые Томского государственного университета (ТГУ) нашли решение — криогель, который способен не только улучшить качество почвы, но и защитить ее от экстремальных температур.
Десятилетний эксперимент, проведенный почвоведами ТГУ в Хакасии, подтвердил, что криогель — уникальный материал, разработанный в НИИ химии нефти СО РАН, — может стать эффективным инструментом для восстановления деградированных земель. Изначально исследователи ставили перед собой задачу изучить влияние поливинилового спирта на свойства почв в зонах рискованного земледелия. Однако в ходе работы им пришлось столкнуться с неожиданными испытаниями, которые, вопреки всему, лишь укрепили их уверенность в успехе.
Эксперимент начался в 2014 году. Ученые разделили участок на три зоны: в первую внесли 5% поливиниловый спирт, во вторую — спирт в сочетании с опилками, а третья осталась контрольной. Криогель вносили весной, когда дневные температуры были положительными, а ночные — отрицательными. Именно такие условия позволяют поливиниловому спирту превращаться в гель, обладающий уникальными свойствами.
Как показали наблюдения, криогель не только удерживает влагу в засушливых регионах, но и способствует увеличению растительной биомассы. Это, в свою очередь, ускоряет формирование плодородного гумусового слоя. Кроме того, температурные датчики, установленные на участках, зафиксировали, что криогель стабилизирует тепловой баланс почвы: зимой он предотвращает сильное промерзание, а летом защищает от перегрева.
Одним из самых неожиданных открытий стало то, что криогель смог сохранить свои свойства даже после масштабных пожаров, охвативших Хакасию в 2015 году. Изначально ученые предполагали, что эксперимент придется прекратить, так как огонь уничтожил большую часть растительности. Однако на участках, обработанных криогелем, вскоре появились всходы бобовых и луговых трав, которые были специально засеяны исследователями. На контрольном же участке проросли только дикие степные растения, такие как ковыль и типчак. Это доказало, что криогель способен защищать корневые системы растений даже в экстремальных условиях.
Еще одним важным результатом стало снижение концентрации солей хлора и натрия в почве. Это означает, что криогель может применяться для борьбы с засолением — одной из ключевых проблем сельского хозяйства в засушливых регионах. При этом микробиологические исследования подтвердили, что материал абсолютно безопасен для почвенной микрофлоры и растений.
Наши исследования показали, что даже однократное внесение криогеля обеспечивает долгосрочное улучшение агрофизических и агрохимических свойств почвы. Конечно, использование этого материала в крупных масштабах потребует значительных затрат, но для озеленения городских территорий, создания парков и зеленых зон в регионах с суровым климатом он может стать настоящим прорывом.
Таким образом, разработка ученых ТГУ открывает новые перспективы для восстановления почв в самых сложных климатических условиях. Криогель не только улучшает плодородие, но и помогает бороться с последствиями опустынивания, делая возможным озеленение территорий, где раньше это казалось нереальным.
Ранее российские и вьетнамские биологи обнаружили в почвах Вьетнама три новых вида зеленых водорослей, которые активно накапливают омега-3 и другие полиненасыщенные жирные кислоты.
