У минулому році світ облетіли вражаючі супутникові знімки полів на Харківщині. На них – сотні вибухових воронок на засіяному полі, врожай з якого вже не судилося зібрати. Але і наступні врожаї з таких полів – під великим питанням, адже бойові дії руйнують не лише наше з вами нормальне життя, але й стають причиною екологічного лиха, від якого страждає все живе.
Ґрунти є основою функціонування природних екосистем та головним ресурсом для успішного ведення сільського господарства.
95% усіх харчових ресурсів прямо чи опосередковано виробляється завдяки використання ґрунтів.
Наша держава займає менше пів відсотка суходолу планети, але на нашій території зосереджено 6-8% світових чорноземів. Наразі російська військова агресія вивела з ладу більше десятка мільйонів гектарів сільськогосподарських земель України. За деякими підрахунками, близько третини площ вирощування тільки одних зернових безпосередньо постраждали внаслідок військових дій.
Збереження та відновлення ґрунтів є нагальним питанням не лише нашого економічного добробуту, але і запобігання продовольчої кризи, особливо, в світлі небажаних кліматичних змін та зростання населення планети.
Як безпосередньо бойові дії впливають на ґрунти?
Під час роботи військової техніки а також вибухів та горіння в ґрунти потрапляє велика кількість токсичних речовин. Серед них, головним чином – важкі метали (свинець, кадмій, алюміній, мідь, кобальт) та вибухові речовини (2,4,6-тринітротолуол (тротил), гексагідро-1,3,5-тринітро-1,3,5-тріазин і октагідро-1,3,5,7-тетранітро-1,3,5,7-тетразоцин, нітрогліцерин, нітрогуанідин, нітроцелюлоза, 2,4-динітротолуол і різні перхлоратні сполуки, які використовуються в ракетних і гарматних порохах).
Ці токсичні речовини не лише вбивають рослини, але й накопичуються в них. Потрапляючи в харчові ланцюги, ці сполуки можуть спричинювати різноманітні захворювання, у тому числі, онкологічні.
Звичайно ж, ці хімічні агенти вбивають і ґрунтові мікроорганізми, які є головними рушіями численних біохімічних перетворень, що відбуваються в ґрунтах. Унаслідок цього вони втрачають свою здатність до родючості та самовідновлення.
До прикладу, навколо вогневих точок (де стояв стріляючий танк) не росте трава, а в ґрунті з-під згорілої військової техніки насіння пшениці взагалі не проростає.
Але не лише хімічні забрудники вбивають ґрунти.
Температурний та балістичний вплив на ґрунт теж є величезним. Унаслідок цього гине ґрунтова мікробіота та фауна, незворотньо порушується та змінюється структура ґрунту – місцями відбувається його як ущільнення, так і пороутворення, що додатково сприяє проходженню шкідливих речовин в глибші шари та ґрунтові води. Таким чином, дія цих забруднень поширюється далеко за межі територій, де безпосередньо відбуваються військові дії. Ущільнення ґрунту значною мірою спричиняється і рухом важкої техніки.
Ґрунти з полів бою часто схожі на пластилін – без своєї характерної структури та нехарактерним запахом.
Які існують підходи до відновлення грунтів?
Питання відновлення ґрунтів після бойових дій – не нове у світі. Однак саме Україна наразі може стати лідером у вивченні, розробці та впровадженні найефективніших методів відновлення ґрунтів та екосистем після військових дій.
Серед основних підходів та етапів відновлення ґрунтів:
- Розмінування – перший і ключовий етап, який взагалі уможливлює безпечний доступ до території та роботу з нею. Наразі Україна є найбільш замінованою країною світу і це ще один величезний виклик на багато років.
- Відбір зразків для біологічного та хімічного моніторингу – є ключовим етапом для розуміння ступеню, характеру та локалізації забруднень. Скурпульозне та належне його виконання, по-перше, допоможе ефективно (в тому числі, економічно) організувати необхідні заходи по відновленню ґрунтів, а, по-друге, є частиною процесу збирання доказів завданих збитків – для подальшого стягнення репарацій з країни-агресора.
- Вирівнювання грунтового покриву – складний та відповідальний процес, адже площа вирв є особливо хімічно забрудненою, а родючий шар ґрунту зосереджений у верхній частині (20-30 см).
У цьому разі просто засипати вирви землею – не працює. Доцільним рішенням може бути вилучення шарів забрудненого ґрунту із цих ділянок та заповнення їх чистим ґрунтом. Однак це вимагає наявності ряду ресурсів, серед яких і спеціальні полігони для забруднених ґрунтів, і достатня кількість ґрунту для відновлення ландшафту.
- Натуралізація – у тих випадках, коли вирівнювання ґрунтового покриву визнається надто ускладненим, економічно та екологічно недоцільним, такі території доречно “віддавати природі”, створюючи на них природоохоронні зони.
Так відбулося, наприклад, на місці Верденської битви у Франції, де внаслідок тривалих боїв залишилася величезна кількість вирв та шкідливих речовин у грунті.
- Фіторемедіація – підхід до очищення ґрунтів із застосуванням рослин. Адже відомо, що деякі рослини вирізняються своєю здатністю вибірково накопичувати чи сприяти кращому розкладанню деяких забрудників.
Наприклад, кукурудза та соняшник накопичують у собі важкі метали, таким чином, “витягуючи” їх із ґрунту та очищуючи його від них. При цьому самі рослини-фіторемедіанти відрізняються підвищеною стійкістю до цих забрудників. Певна річ, при цьому постає питання про належне використання та утилізацію біомаси.
- Очищення від органічних забруднювачів.
Вже вище згадані вибухові речовини та паливо є високотоксичними для більшості живих організмів.
Унікальність мікроорганізмів як частини живого світу полягає в широкому різноманітті їх метаболічних шляхів та потужному адаптаційному потенціалу. Це дозволяє деяким групам мікроорганізмів не просто виживати в присутності шкідливих речовин, але й успішно їх знешкоджувати чи навіть використовувати як джерело енергії та вуглецю. Майстерні наукові підходи по використанню таких властивостей мікроорганізмів дозволили створити ефективні мікробні препарати для очистки ґрунтів від різних груп пестицидів, нафтових та паливних забруднень.
- Відновлення мікробіоти.
При загибелі грунтової мікробіоти ґрунт втрачає практично всі свої корисні властивості.
Відновлення мікробіоти ґрунту вимагає тривалого часу та саме собою відбувається не так гладко. Також часто в пошкоджених ґрунтах на місці колишньої корисної мікробіоти починають розвиватися факультативні сапрофіти, що можуть виступати фітопатогенами і шкодити рослинам та врожаям (до прикладу, збудники кореневих гнилей).
Чому роль мікробних препаратів може бути ключовою у відновленні грунтів після військових дій?
“Один грам “здорового” ґрунту містить мільярди різних мікроорганізмів, яким завдячує своїми родючими властивостями” – наголошує наша колега Людмила Білявська, докторка наук з Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України.
І справді, по своїй суті ґрунт значною мірою представляє собою мікробний концентрат – із усіх існуючих еконіш на планеті саме в ґрунтах концентрація мікроорганізмів є однією з найвищих.
І власне діяльність цих мікроорганізмів забезпечує існування та відновлення ґрунтів.
Мікроорганізми є рушійною силою у ґрунтоутворенні, розкладанні органічних решток, детоксикації полютантів, руху біогеохімічних циклів практично всіх хімічних елементів у природі.
Мікроорганізми синтезують ряд фітостимулювальних сполук, забезпечують наявність доступних рослинам форм мінералів та поживних речовин. Яскравим прикладом цього можна навести процес мікробної фіксації азоту. Як ми пам’ятаємо, існує вдосталь молекулярного азоту у земній атмосфері, однак самі рослини не здатні його засвоювати. Азотфіксуючі мікроорганізми перетворюють атмосферний азот та забезпечують доступними його формами рослини.
Без необхідного набору мікроорганізмів та зменшенні їх кількості ґрунти швидко деградують. Це може відбуватися при неналежному веденні сільського господарства, надмірному застосуванні агрохімікатів, забрудненні довкілля. І це дуже сильно виражено у грунтах, що постраждали внаслідок бойових дій.
Цільове внесення мікробних препаратів у цьому випадку може не лише запобігати деградації ґрунтів, але і в рази пришвидшувати їх відновлення та повернення в аграрний актив.
У попередні десятиліття нашими співробітниками було розроблено десятки мікробних препаратів для ґрунтів, що знайшли своє ефективне застосування в сільському господарстві. Серед них – препарати для покращення азотно-фосфорного живлення зернових, технічних, овочевих, садово-паркових культур та бобових; препарати для захисту рослин від патогенних мікроорганізмів, вірусів та комах, а також для підвищення стійкості рослин до ряду несприятливих факторів довкілля.
Крім цього, тривалі та успішні роботи ведуться у сфері розробки мікробних препаратів та технологій для очистки грунтів від різноманітних шкідливих забрудників. Зокрема, в нашому інституті було розроблено препарати для деструкції вуглеводнів нафти і нафтопродуктів, складних вуглеводнів природного та штучного походження (хімічно синтезованих), аліфатичної та ароматичної структури, ксенобіотиків хлорорганічної, фосфорорганічної природи та азотовмісних циклічних речовин.
Початок повномасштабного вторгнення та початок звільнення захоплених російськими загарбниками територій відкрили новий вимір необхідності і потреб у відновленні українських ґрунтів.
Вже в першій половині 2022 року наші співробітники (часто – і своїм власним коштом) почали відбір проб ґрунту з місць безпосереднього ведення бойових дій. Серед місць відбору – вирви від влучання ракет, бомб та мін, вогневі точки, горіння бойової техніки.
Було напрацьовано схему адекватної оцінки ступеню та характеру ураження ґрунтів, а також – запущено масштабний лабораторний скринінг найефективніших методів мікробної деградації присутніх полютантів.
І, звичайно ж – закладено перші польові досліди, які вже неодноразово продемонстрували ефективність застосовуваних мікробних комбінацій. Отримані результати дають підставу дивитися в майбутнє з обгрунтованим оптимізмом в цьому плані.
Наразі на забруднених ґрунтах вже широко використовують препарати на основі мікроорганізмів-деструкторів нафтопродуктів, паливно-мастильних матеріалів, токсичних хлорорганічних, фосфорорганічних сполук, похідних азотовмісних циклічних органічних речовин.
Попереду очікується багато роботи, але наразі чітко зрозуміло – порятунок ґрунтів від наслідків військових дій – не можливий без застосування мікробних технологій.
Якомога ширше впровадження цих прогресивних практик допоможе не лише істотно пришвидшити процес очистки наших ґрунтів.
У перспективі це – про значно більше:
- підвищення родючості
- посилення природних мікробних ценозів та екологічної рівноваги
- активний перехід до більш раціональних та дружніх до довкілля стратегій ведення сільського господарства
- зменшення застосування хімічних добрив, фунгіцидів, інсектицидів, гербіцидів та шкоди від їх надмірного використання.
Плідна робота наших співробітників, активна співпраця у цьому напрямку із колегами в Україні та світі, а також, на жаль, невідворотня потреба – за належної підтримки можуть створити достатні передумови для стрімкого розвитку та вдосконалення мікробних технологій і нашого подальшого лідерства в сфері біоремедіації ґрунтів.
0 коментарів