Новую отрасль по воспроизводству чернозема создают в ЮФУ

Почва деградирует с ускоряющейся скоростью, и природа не успевает восполнить утраты. Каждый год Россия теряет миллионы гектаров плодородных земель. Однако есть надежда: новая отрасль биоинжиниринга почв может остановить процесс опустынивания. В Южном федеральном университете ученые уже работают над созданием почвы с заданными свойствами, используя отходы и микроорганизмы.

Почва часто воспринимается как нечто вечное и само собой разумеющееся. Агрономы, исследователи и фермеры занимаются обработкой земли, посевами и сбором урожая, редко задумываясь о том, что плодородный слой — это не только ценный, но и уязвимый ресурс. Формирование одного сантиметра плодородной почвы в природе занимает десятилетия, а в северных и засушливых регионах — целые столетия. При этом мы теряем этот сантиметр гораздо быстрее. По словам экспертов, более 56% сельскохозяйственных угодий в России уже подверглись деградации: эрозия, засоление, потеря гумуса и уплотнение становятся обычным делом на обширных территориях. Черноземы, которые всегда считались гордостью страны, потеряли от 20 до 50 процентов своего исходного плодородия. Каждый год от полутора до двух миллионов гектаров почвы теряют продуктивность или полностью выходят из сельскохозяйственного оборота. Эти цифры — не просто статистика; за ними скрывается серьезная угроза продовольственной безопасности, ведь до 95% всей пищи человечество получает именно из почвы.

Проблема деградации почвы усугубляется тем, что она является условно возобновляемым ресурсом. Естественное восстановление почвы происходит слишком медленно, что приводит к невосполнимым потерям. Изменение климата, с увеличением засух и интенсивной ветровой эрозией, делает традиционные методы поддержания плодородия неэффективными. Профессор Татьяна Минкина из ЮФУ предлагает новый подход в рамках инициативы «Создание устойчивых почв для будущих поколений России», основанный на концепции «живого инжиниринга», где управляется сама почвенная экосистема.

Проект включает создание национальной системы биоинжиниринга почв, объединяющей ученых, аграриев и власти. Он состоит из трех этапов: цифровая диагностика почвы, переработка органических отходов в биогенные компоненты и нанесение готового субстрата на деградированные участки с последующим мониторингом. Этот подход позволяет конструировать почву с нуля под конкретные задачи, используя органические отходы как ресурс. Также планируется разработка государственных стандартов на искусственные почвы, что является важной частью инициативы.


Инициатива по созданию искусственных почв, предложенная учеными ЮФУ, уже имеет практическое воплощение. В Ростовской области проведен эксперимент, в рамках которого исследователи конструируют почву с нуля, подбирая минеральные и органические компоненты, а также формируя нужное микробное сообщество. Это позволяет создавать устойчивые почвенные системы, адаптированные под конкретные сельскохозяйственные культуры или для восстановления нарушенных территорий.

Одним из направлений работы является управление почвенным микробиомом. Ученые изучают механизмы адаптации микроорганизмов в загрязненных почвах и формируют устойчивые микробные сообщества с заданными функциями, такими как фиксация азота и подавление патогенов. Этот подход превращает микробиом в управляемый инструмент для повышения плодородия.

Особенно актуально это на территориях с сильным антропогенным воздействием, таких как бывшие карьеры и промышленные площадки, где почва не может восстановиться самостоятельно. В ЮФУ уже работают с такими объектами, например, в Калмыкии, помогая восстанавливать малопродуктивные пастбища.

Инициатива по созданию искусственных почв, разработанная учеными ЮФУ, предоставляет возможность проверить устойчивость таких почв в реальных условиях. Это особенно актуально для регионов и бизнеса, поскольку технологии позволяют не только замедлять деградацию земель, но и возвращать их в хозяйственный оборот, что важно в условиях ужесточения требований к рекультивации нарушенных территорий.

Проект объединяет специалистов из разных областей, включая почвоведение, микробиологию и биотехнологию. Ключевыми участниками являются Татьяна Минкина, профессор ЮФУ и ведущий ученый в области почвоведения, и Зоригто Намсараев, кандидат биологических наук из Курчатовского института, который занимается управлением микробными сообществами. Практическое внедрение технологий обеспечивает Илья Макаров, основатель компании «Органик Микс».

Вокруг проекта формируется консорциум, включающий Курчатовский институт, МГУ, МСХА имени Тимирязева и другие научные учреждения, а также агропромышленные компании, заинтересованные в внедрении технологий воспроизводства почв.

«Идея воспроизводства почв может показаться необычной для многих, однако всего несколько десятилетий назад аналогично воспринимались технологии точного земледелия, геномные исследования растений и цифровой мониторинг сельскохозяйственных угодий. Проблема деградации плодородных земель остается актуальной: они истощаются быстрее, чем могут восстановиться естественным образом. Поэтому важным становится не только сохранение существующих почв, но и возможность воссоздания их свойств в тех местах, где они были утрачены», – отметила Татьяна Минкина.

Ученые ЮФУ и их партнеры уверены в реальности такого подхода. Искусственные почвы, управляемые микробные сообщества и технологии биореставрации уже начинают выходить за пределы лабораторных исследований и проходят испытания в полевых условиях. Возможно, в ближайшие годы создание почвенных систем с определенными свойствами станет такой же неотъемлемой частью современных агротехнологий, как селекция растений или системы орошения. Это откроет новые горизонты не только для сохранения земельных ресурсов, но и для восстановления территорий, которые ранее считались безнадежно утраченными.

Инициатива уже перешла от научной дискуссии к практическим шагам: заявка на ее реализацию подана и находится на рассмотрении. Южный федеральный университет, участвуя в программе стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»), сосредоточен на решении задач научно-технологического развития страны. В рамках этой работы университет создает производственно-технологические цепочки полного цикла для решения «больших вызовов» с использованием сетевой архитектуры взаимодействия. Ключевые направления развития охватывают критические и сквозные технологии, лежащие в основе трех стратегических технологических проектов вуза, среди которых – СТП «Технологии биоинженерии почв», над реализацией которого активно работают ученые Академии биологии ЮФУ.