Коллектив учёных из Египта и доцент РУДН доказали, что водный папоротник азолла может улучшать плодородие почвы и урожайность риса

Представьте: почва, в которой годами накапливались токсичные вещества из удобрений и промышленных стоков. Рис на такой земле растёт плохо, а его зёрна могут быть опасны для здоровья. Как быть фермеру, который хочет получить высокий урожай, но у него нет денег на дорогие методы очистки? Ответ найден в маленьком плавающем папоротнике — азолле.

Исследователь из РУДН совместно с коллегами из Университета Танта (Египет) провели эксперимент на почвах, загрязненных медью, цинком и свинцом. Они использовали азоллу в двух видах: как свежее зелёное удобрение (сидерат) и как компост. Результаты, опубликованные в журнале PLOS ONE, показали, что этот водный папоротник — настоящий «зеленый герой». Кстати, публикация статьи поддержана грантовой системой научных проектов РУДН.

Как азолла работает?

Азолла — это небольшое растение, которое живет на поверхности воды. В симбиозе с микроскопическими водорослями она усваивает азот прямо из воздуха и быстро наращивает биомассу (удваивается за 3–5 дней). Именно эта способность делает её идеальным природным удобрением. Но самое интересное то, что азолла ещё и вытягивает из почвы тяжёлые металлы, накапливая их в своих тканях. Таким образом, она «лечит» землю.

Что показал эксперимент?

Учёные высадили рис в горшки с загрязнённой почвой и добавили разные дозы свежей азоллы, компоста из азоллы и минеральных удобрений. Лучший результат дал вариант, где сочетались 100% рекомендуемой дозы NPK (базового макроэлементного комплекса с азотом, фосфором и калием) + 5 тонн/га свежей азоллы + 7 тонн/га компоста из азоллы.

Вот ключевые цифры и факты: 

• урожайность риса выросла почти на 64% по сравнению с контрольными горшками, где не вносили азоллу;
• содержание доступных форм цинка и меди в почве снизилось до безопасного уровня, установленного канадскими нормативами качества почвы; 
• плодородие почвы повысилось: увеличилось содержание органического вещества (на 33% в лучшем варианте), выросла катионообменная способность (способность удерживать питательные элементы), улучшилось питание растений азотом, фосфором и калием;
• кислотность почвы (pH) немного снизилась — это также способствует уменьшению подвижности тяжелых металлов.

Что говорит учёный РУДН?

Один из авторов исследования, сотрудник РУДН Ясер Ребух, так комментирует результаты научной работы.

«Мы показали, что простой и доступный водный папоротник азолла может решать сразу несколько задач: повышать урожайность риса, улучшать здоровье почвы и снижать загрязнение тяжелыми металлами. Это особенно важно для развивающихся стран, где фермеры не могут позволить себе дорогие методы очистки почвы. Наша работа поддерживает принципы «зелёной» экономики и циркулярного сельского хозяйства – мы берем отходы (биомассу азоллы) и превращаем их в ценное удобрение и средство фиторемедиации», — Ясер Ребух.

Почему это важно для обычного человека? Рис – один из главных продуктов питания в мире. Если рис выращивается на загрязненной почве, тяжелые металлы могут попадать в организм, вызывая болезни. Использование азоллы – это естественный, безопасный и недорогой способ получить чистый рис, не нанося вреда природе. Кроме того, азолла помогает бороться с изменением климата: она связывает углерод и снижает выбросы метана на рисовых полях.

Пока исследователям не удалось полностью очистить почву от свинца – его содержание оставалось высоким даже после обработки земель азоллой. Учёные планируют продолжать работу: возможно, комбинация азоллы с другими растениями-гипераккумуляторами или микроорганизмами поможет решить и эту проблему.