Ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ в содружестве с химиками Института органического синтеза (Екатеринбург) создают безопасный биогель для аграриев, который будет удерживать влагу во время засухи. Также он способен отдавать и транспортировать биоудобрения.

Сейчас ведется лабораторное тестирование геля на почве: ученые загрузили некоторые виды полезных почвенных бактерий, поместили их в почву, и бактерии хорошо себя чувствуют в геле. Спрос на такой биогель уже сформирован: в России есть регионы (Хакасия, Бурятия, Краснодарский край), где практически невозможно вырастить даже газонную траву из-за структуры почвы.

«Гель работает как буферная зона, из которой могут медленно выходить в почву бактерии — полезные микроорганизмы, способные заходить прямо в клетки и улучшать иммунитет растений против насекомых, паразитов и грибов», — комментирует кандидат биологических наук, руководитель исследовательской группы Екатерина Литвинова.

Влагоудерживающий биогель очень ждут в овцеводческих хозяйствах рядом с Самаркандом, где пустыня зеленеет раз в 5—7 лет. Там выращивают рунных овец, в рационе этих животных для высокого качества шерсти должны присутствовать определенные растения. Применение биогеля в этом регионе позволит вернуть зеленый покров этих растений и продлить их жизненный цикл.

Еще одна задача, которую очень хотели бы решить аграрии, — это сохранение полезных бактериальных колоний между периодами вегетации. По стандартам сельскохозяйственного землепользования, после каждого сезона урожая поля необходимо протравливать. Внесение гербицидов — эффективный способ очистить почвы от всего вредного, но, к сожалению, полезное тоже гибнет. Биогель может стать своеобразным домиком, в который перед протравкой полей заводятся и запечатываются полезные бактерии. И в питательной гелевой среде они пережидают время отдыха поля, а затем «выходят» с началом следующего сезона возделывания земли.

«Структура биогеля может влиять на скорость высвобождения воды. А формированием этой структуры мы можем управлять через способы приготовления продукта. Есть криоспособ (холодный), есть тепловой, есть с добавлением кислот или щелочей и так далее. Например, сейчас мы тестируем гель, который в испытаниях уже выдержал 14 загрузок-разгрузок, — это как раз кандидат на удержание влаги в почве, такая долгоиграющая губка», — рассказала Екатерина Литвинова.

Сегодня в некоторых частных хозяйствах Краснодарского края тестируются модификации биогеля, которые помогают задерживать удобрения в верхнем, плодородном слое. Существуют такие почвы, через которые все очень быстро протекает насквозь, — удобрения в прикорневом слое держатся до первого дождя или полива, а потом уходят на недоступную для корней растений глубину. Гель работает как аккумулятор биоудобрений. Аккумуляция сможет восстановить плодородность верхнего слоя примерно за 3—4 года.

Ближайшая перспектива разработок лаборатории связана с имеющейся большой коллекцией противогрибковых, ростостимулирующих, противовирусных, инсектицидных микроорганизмов. Точечное внесение этих препаратов в почву на геле как носителе способно многократно усилить их эффект на рост и урожайность по сравнению с традиционными способами распыления. Проект реализуется в рамках федеральной программы Минобрнауки «Приоритет 2030» (национальный проект «Наука и университеты») по стратегическому проекту «Новые инженерные решения и искусственный интеллект для биомедицины».