Сотрудники химического факультета и факультета почвоведения МГУ разработали полимерные рецептуры, которые после нанесения на поверхность почвы формируют покрытия, способные решить несколько проблем: блокировать эрозионные процессы в почве, удерживать влагу в почве и стимулировать рост растений.
Рецептуры были опробованы в лаборатории, затем протестированы на опытных делянках на территории Ботанического сада МГУ и, наконец, прошли успешные испытания на полях Учебно-опытного почвенно-экологического центра «Чашниково».
Работа проводилась в рамках научно-образовательной школы «Будущее планеты и глобальные изменения окружающей среды», объединившей специалистов нескольких факультетов МГУ для решения экологических задач.
Полимерные рецептуры были разработаны на кафедре высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ. «Эта работа стала продолжением исследований, которые ведутся на кафедре уже много лет, — рассказал заведующий кафедрой высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ, член-корреспондент РАН Александр Ярославов.
— Те давние исследования позволили предложить рецептуры, которые были использованы для подавления распространения загрязненной пыли в районе аварии Чернобыльской АЭС. Сейчас мы получили рецептуры, которые обладают новым набором свойств, что делает их перспективными для решения разнообразных природоохранных и сельскохозяйственных задач. Один из предложенных вариантов представляет собой состав на основе синтетического анионного полимера с добавками гуматов – широко используемого биостимулятора роста растений. Как показали первые лабораторные эксперименты, смесь, нанесенная на поверхность почвы, предотвращает ветровую и водную эрозию и замедляет потерю воды почвой».
«Полимерные рецептуры могут быть “подстроены” под тип обрабатываемой почвы. Одни рецептуры лучше работают в сухом климате, на почвах с большим содержанием песка, другие можно использовать на плодородных черноземах, — поделилась ведущий научный сотрудник лаборатории химии гуминовых веществ и минеральных соединений почв факультета почвоведения МГУ Ольга Якименко.
— Мы начинаем с лабораторных экспериментов, выбираем лучшие варианты и переходим к тестированию рецептур в полевых условиях. Почвы Московской области тоже подвержены эрозии, на территории области есть много склонов, с которых вода и ветер выносят поверхностный слой почв. Наша задача – не только убедиться в хороших защитных свойствах полимерно-почвенных покрытий, но и понять как полимеры могут влиять на почвенную биоту и на физические и химические свойства почвы. Сейчас мы знаем, что нанесение полимерной рецептуры не мешает развитию почвенного микробного сообщества. У рецептуры обнаружилось еще одно интересное свойство – покрытия с ее участием хорошо связывают катионы тяжелых металлов. Если почва загрязнена такими токсикантами, то её продуктивность снижается, иногда очень существенно. Добавление полимерной рецептуры связывает тяжелые металлы, почвенная биота начинает развиваться активнее, что отражается на урожайности почвы».
Ученые также отметили, что следующим шагом в исследовании станет расширение набора рецептур с особым упором на создание водоудерживающих мелиорантов. Это позволит уменьшить расход поливной воды, что особенно важно для засушливых территорий.
Результаты исследования опубликованы в журнале Environmental Science and Pollution Research.