Ученые из Первого Московского государственного медицинского университета им. Сеченова (МГМУ) обнаружили, что дождевые черви эффективно перерабатывают рисовую солому, насыщая почву органическими веществами. Это приводит к повышению плодородности почв и избавляет от необходимости сжигать солому, которая в естественных условиях разлагается очень долго. Результаты исследования опубликованы в European Journal of Soil Biology. Работа поддержана грантом Российского научного фонда.
Рис является важным продуктом питания для большинства населения Земли, спрос на него постоянно растет, в связи с чем объемы его производства ежегодно увеличиваются. После сбора урожая и очистки семян остается большое количество соломы. Она непригодна для питания большинства обитателей полей, из-за чего после сбора урожая ее сжигают. При горении выделяется значительное количество парниковых газов (углекислоты и метана) и сажи в атмосферу. Это неблагоприятно влияет на климат, поэтому очень важно разработать более экологичный способ утилизации рисовой соломы.
Авторы исследования собрали образцы почвы из трех регионов России, в которых выращивают рис: Краснодарского края, Калмыкии и Приморского края. Оказалось, что во всех этих регионах на рисовых полях не обитают дождевые черви, поэтому выбор был сделан в пользу вида, доставка которого недорога. Им стал Eisenia fetida, в России разводимый в промышленных масштабах для производства гумуса и для рыбалки. Ученые решили проверить, способен ли он перерабатывать рисовую солому.
Для исследования зависимостей выделения углекислоты, метана и органического углерода от типа почв, наличия в них соломы и количества червей были сделаны мезокосмы (замкнутые системы, воспроизводящие естественные условия). В каждом из них содержался 1 кг почвы, в который добавляли или не добавляли солому. И наконец, в образцы помещали разное количество червей, чтобы проверить, как жизнедеятельность этих животных влияет на концентрацию парниковых газов и углерода.
Оказалось, что добавление рисовой соломы в любой из типов почв повышает выброс углекислоты в среднем в три раза. Зависимость выделяемого CO2 от количества червей сильно различается для различных типов почв. В мезокосмах из Приморья выбросы CO2практически не изменились при внесении червей. В остальных типах почв с рисовой соломой выделение углекислоты заметно повышалось при увеличении количества червей. Максимальный эффект в почвах Калмыкии был зафиксирован при плотности 6 червей на мезокосм, а в почвах Краснодарского края — 4 червя на мезокосм. В то же время повышение концентрации органического углерода в краснодарской почве оказалось примерно в десять тысяч раз больше, чем его потеря с эмиссией углекислоты. Связываясь с почвой, этот углерод повышает ее плодородие и устойчивость к эрозии. При горении же он переходит в углекислый газ или сажу. На выделение метана черви не повлияли.
«Данная работа имеет очевидное практическое значение. Мы нашли способ эффективной переработки рисовой соломы как реальной альтернативы ее сжиганию, практикуемому во всем мире. Таким образом, наряду с повышением устойчивости и климатической безопасности рисоводства удастся снизить риски для окружающей среды и населения, связанные с сельскохозяйственными палами как источниками пожароопасности и загрязнения атмосферы, в том числе и канцерогенами. Кроме того, заселение почв дождевыми червями повысит их качество, плодородие и здоровье, а также снизит опасность их эрозии и развевания за счет повышения в них доли органики как связующего звена», — добавляет ведущий научный сотрудник лаборатории изучения экологических функций почв Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН, сотрудник МГМУ имени И.М. Сеченова Андрей Зайцев.
