Учёные создали «живой песок» с бактериями и грибами для выращивания культур в пустыне
Исследователи из швейцарского института Empa и Khalifa University в Абу-Даби разработали метод обогащения пустынного песка микроорганизмами, чтобы сделать его пригодным для земледелия. Пока это лабораторный этап, но результаты показывают, что технология может помочь регионам, где традиционное сельское хозяйство невозможно.
Сельское хозяйство в Объединённых Арабских Эмиратах сталкивается с серьёзными препятствиями. Большая часть страны — это пустыня, и только около 5% земли подходит для фермерства. Из-за этого ОАЭ производит только 10% до 15% собственного продовольствия и сильно зависит от импорта. С глобальным потеплением и обезлесением всё больше территорий на планете становятся пустынными, поэтому эта проблема может коснуться многих регионов.
Почему песок не подходит для выращивания
В ОАЭ выпадает очень мало осадков, и даже при орошении выращивать культуры в песке крайне сложно. Песок содержит мало питательных веществ, а его зёрна не скрепляются между собой, как частицы плодородной почвы. Это делает песчаную почву уязвимой к эрозии: она не удерживает воду, которая быстро просачивается сквозь промежутки между зёрнами.
Идея «живого песка»
Решение оказалось простым: если частицы не скрепляются, нужно добавить что-то липкое. Исследователи внедрили в песок специальные бактерии и грибы, которые производят сеть волокон и биополимеров. Эти микроорганизмы распространяются между песчинками и делают их более связанными — по сути, это работает как натуральный клей.
Результаты первых тестов
Учёные протестировали технологию как на лабораторном песке, так и на песке из дюн Абу-Даби. Обработанный материал оказался значительно более стабильным, чем чистый песок. Бактериальная обработка замедлила движение воды в шесть раз.
Второй метод дал ещё более впечатляющие результаты. Исследователи использовали бактерии, которые производят наноцеллюлозу для создания геотекстилей — тонких целлюлозных листов, комбинируемых с песком слоями. Такая структура делает песок более стабильным и помогает ему лучше удерживать воду: вода просачивалась через 28 раз медленнее. Основной недостаток этого метода — его трудоёмкость.
Питание для микроорганизмов
Бактериям и грибам нужны питательные вещества для роста и распространения. По словам исследователей, сахара из органических отходов могут стать источником этих питательных веществ, поэтому «корм» для микроорганизмов уже широко доступен.
Текущие ограничения и перспективы
На данном этапе исследования технология не превращает песок в высокоплодородную почву и не доказывает, что в нём действительно растут культуры. По сравнению с настоящей почвой обработанный песок остаётся менее прочным и стабильным, но это не было целью на текущей стадии. Идея — дать песку достаточно связанности и водоудерживающей способности, чтобы создать условия для потенциального роста растений.
«Этот подход позволяет нам вводить органическое вещество и воду в песок и стабилизировать его. В идеале это позволит расти дальнейшим микроорганизмам и растениям, инициируя процесс повышения устойчивости и плодородия почвы», — говорит Густав Нюстрём, руководитель лаборатории целлюлозы и древесных материалов Empa и один из авторов исследования.
Исследование находится на лабораторной стадии. Следующий шаг — проверить, может ли песок, обработанный бактериями и грибами, поддерживать рост растений в тепличных и полевых условиях. Статья о работе недавно опубликована в журнале Carbohydrate Polymers.
Это данные исследования, а не медицинский совет.
