Эрозия, опустынивание и засоление почв – серьезная проблема, препятствующая растениеводству и озеленению территорий, где преобладают почвы с низкими агрономическими показателями и суровым климатом. Решение этой проблемы удалось найти почвоведам Томского государственного университета, которые провели в Хакасии 10-летний полевой опыт. В качестве инструмента для улучшения качества почвы был использован криогель, разработанный в НИИ химии нефти СО РАН. Сорвать эксперимент мог массивный пожар, но, вопреки ожиданиям, он помог ученым получить новые данные.
– Эксперимент мы начали в 2014 году. Нашей задачей было выяснить, как криогель влияет на свойства почв в зонах рискованного земледелия, – рассказывает и.о. заведующего кафедрой почвоведения и экологии почв Биологического института ТГУ Олег Мерзляков. – Ежегодно подводились промежуточные итоги. За 10 лет проведены мониторинговые исследования проб почв и почвенно-климатических показаний, эксперимент завершен. Можно сказать, что он прошел очень успешно, хотя на определенном этапе, когда Хакасию охватили масштабные пожары, мы думали, что придется закончить исследования раньше времени.
Фото: БИ ТГУ
В ходе эксперимента ученые вели наблюдение на трех участках. На одном из них в почву был внесен 5 % поливиниловый спирт, на втором – поливиниловый спирт и опилки, третий участок – без внесения посторонних веществ для контрольного сравнения. Поливиниловый спирт вносили весной, когда дневная температура была положительной, а ночная отрицательной. Именно при таких условиях поливиниловый спирт превращается в желеобразный гель, обладающий многими полезными свойствами.
В зонах, где очень скудные почвы, например, в тундре и степи, криогель хорошо удерживает влагу и заметно улучшает качество почвы. Во-первых, он способствует увеличению надземной массы у растений, благодаря этому со временем формируется плодородный гумусовый слой. Во-вторых, данные с температурных датчиков, установленные на трех участках, показали, что криогель способен стабилизировать воздушно-тепловой баланс. Благодаря этому не происходит сильного промерзания почвы. Летом же, напротив, он защищал почву от излишнего перегрева.
Как показал эксперимент, действие криогеля не ограничивается коротким сроком. На протяжении всех 10 лет он продолжал улучшать структуру и химический состав почвы. Более того, криогель смог сохраниться в почве во время масштабных природных пожаров, которые охватили Хакасию в 2015 году.
Предварительно исследователи засеяли три участка многолетними травами. После пожара обсуждалось преждевременное прекращение эксперимента.
– Мы не рассчитывали здесь на какой-то результат, поэтому были очень удивлены, когда увидели, что на участках с криогелем стали всходить разные культуры, – сообщил Олег Мерзляков. – Если на контрольном участке мы видели только аборигенные степные растения, семена которых приносит ветер, например, ковыль, типчак, то на площадках, где был внесен поливиниловый спирт, начали расти бобовые, луговые травы, которые мы засевали специально. То есть во время пожара криогель смог защитить их корневые системы от воздействия высоких температур.
Еще одним значимым результатом ученые БИ ТГУ называют то, что под воздействием криогеля в почве снизилась концентрация солей хлора и натрия. Таким образом, это вещество может быть эффективным инструментом для борьбы с засолением.
Фото: БИ ТГУ
– Данные проведенных исследований показывают, что свойства почвы продолжают улучшаться. Это говорит о том, что однократное внесение этого материала обеспечивает долгосрочные благоприятные агрофизические и агрохимические условия, – подытоживает Олег Мерзляков. – Конечно, внесение его на поля будет затратным, но криогель очень перспективен для озеленения разных территорий, например, закладки парков, зеленых зон в городах и поселках с суровым климатом, где декоративные растения очень сложно вырастить.
И, наконец, как показали микробиологические исследования биологов ТГУ, никакого токсического действия на почвенную микрофлору и растения криогель не оказывает. То есть экологически он абсолютно безопасен.