Высокие надежды на скромную тину
Микроскопические водоросли, образующие плавающие зелёные маты тины, могут стать возобновляемыми источниками топлива, специальных химикатов, пищевых добавок и других ценных продуктов. Их потенциал распространяется и на сельское хозяйство.
В августе учёные из Университета Миннесоты (UMN) и Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) опубликовали результаты, показывающие, что инокуляция почв сельскохозяйственных культур цианобактериями (микроскопическими водорослями) может принести несколько преимуществ. К ним относятся естественное удобрение почвы, пополнение запасов органического вещества и связывание частиц почвы, что снижает риск эрозии.
Исследование под руководством Адрианы Альварес (UMN) проводилось с использованием азотфиксирующей цианобактерии Anabaena cylindrica UTEX штамм 1611. Её в виде тёмно-зелёной суспензии вносили в горшки с моллисолом — богатой органикой суглинистой почвой, распространённой на пастбищах Верхнего Среднего Запада США.
Ранее исследования других групп были сосредоточены на использовании цианобактерий для удобрения рисовых культур и восстановления деградированных почв в засушливых регионах. Однако меньше работ изучало эффект от применения микроскопических водорослей на богатых питательными веществами пахотных почвах с высоким содержанием органики, таких как моллисол.
Исследование было разделено на три лабораторных эксперимента:
- Изучение влияния цианобактерий на структуру почвы и динамику питательных веществ.
- Анализ потерь почвы и уровня питательных веществ в стоковых и дренажных водах после моделирования дождя.
- Исследование минерализации, при которой "биомасса" цианобактерий высвобождает доступные для растений формы азота и фосфора по мере отмирания в почве.
Основные результаты:
- Почвы, инокулированные цианобактериями, содержали больше растворимого азота и фосфора, чем контрольные. Накопление происходило постепенно, что указывает на потенциал в качестве биологического удобрения медленного действия.
- В тех же почвах было больше растворимого органического углерода, который стимулирует рост и активность других полезных почвенных микроорганизмов.
- В обработанных почвах было больше крупных, устойчивых к воде агрегатов (комков частиц), что способствует улучшению структуры почвы и снижает вероятность эрозии ветром или дождём.
Учёные отмечают, что, хотя результаты подтверждают данные предыдущих исследований, необходима дальнейшая работа в различных сельскохозяйственных системах и географических регионах для полного понимания ценности, безопасности и ограничений использования микроскопических водорослей.
"Требуются дополнительные исследования с разными штаммами, культурами, почвами и климатами", — заявила Адриана Альварес. Также необходимо изучить экономическую целесообразность масштабирования производства и сбора микроскопических водорослей для использования фермерами. Подобные новые подходы будут иметь решающее значение для решения сельскохозяйственных задач будущего, в частности, защиты и сохранения почвенных ресурсов.