Процессы опустынивания в настоящее время угрожают обширным территориям на юге России, в Центральной Азии, в частности в Казахстане и Монголии. Опустынивание может стать для этих и соседних стран угрозой успешного социально-экономического развития и представляет собой глобальную экологическую и социально-экономическую проблему. В России этому процессу подвержена территория в 50 млн га, в том числе «Черные земли» в Калмыкии. В настоящее время из 182 млн га пастбищных земель Казахстана 14 млн га полностью выведены из оборота, а общая площадь деградации превысила 50 млн га. В Монголии площадь неопустыненных земель занимает 22 %, слабо опустыненных – 35 %, средне опустыненных – 26 %, сильно опустыненных – 7 % и очень сильно опустыненных – 10 % от территории страны. По сегодняшним данным, 46 % площади всех пахотных земель подвержены эрозии, что доказывает актуальность особого внимания к изучению восстановления деградированных земель и разработке методов и препаратов для этой цели.
Соответственно актуальными стали вопросы восстановления деградированных земель и разработки методов и препаратов.
В кемеровском Институте углехимии и химического материаловедения ФИЦ УУХ СО РАН разработан комплекс технологий выделения из бурых углей гуминовых препаратов. Они могут служить в качестве стимуляторов роста и удобрений для сельскохозяйственных растений и быть полезными при рекультивации почв.
Гуматы калия, натрия и аммония оказывают существенное положительное влияние на водно-физические и физико-химические свойства почвы. Гуминовые вещества способны повышать устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды: высоким или низким температурам, химическим средствам защиты растений, радиации и др. Исследования ведутся под руководством заведующего лабораторией, доктора химических наук Сергея Игоревича Жеребцова при постоянной поддержке научного руководства центра – академиков РАН Алексея Эмильевича Конторовича и Зинфера Ришатовича Исмагилова. Проводятся исследования состава и биологической активности гуминовых веществ бурых углей. Создан стенд для отработки базовых параметров технологий извлечения и компаундирования гуминовых веществ и наработки опытных партий гуминовых препаратов.
Кооперация сибирских и монгольских ученых по гуминовой теме началась при выполнении интеграционного проекта СО РАН совместно с Монгольской академией наук (МАН) и Министерством культуры, образования и науки Монголии. Эксперименты, проведенные с использованием сертифицированных методик Кемеровского научно-исследовательского института сельского хозяйства – филиала Сибирского федерального научного центра агробиотехнологии РАН, ФГБУН «Институт почвоведения и агрохимии СО РАН», ФГБУН «Институт экологии и человека ФИЦ УУХ СО РАН», достоверно показали, что использование гуматов натрия и калия бурого угля на породных отвалах, лесовидном суглинке, техногенном элювии и черноземах северной лесостепи Кузнецкой котловины стимулирует всхожесть, накопление вегетативной массы, прирост массы зерен, урожайность ряда сельскохозяйственных культур и многолетних трав, вызывает повышение общей биологической активности почв и, таким образом, является важным фактором общего восстановления почв и стимулирования ряда сельскохозяйственных культур.
В настоящее время выполняются исследования по гранту Российского фонда фундаментальных исследований совместно с Министерством культуры, образования и науки Монголии «Разработка научных основ модифицирования гуминовых препаратов с целью повышения их биологической активности и применения в борьбе с опустыниванием».
В рамках выполнения гранта Монгольской стороной 11-12 июня 2019 года была организована поездка в экологический опытно-исследовательский центр, находящийся на территории сомана Орхон аймака Дархан-Уул в районе г. Дархан (Институт географии и геоэкологии МАН). В поездке участвовали с российской стороны – руководитель проекта С. И. Жеребцов, с монгольской стороны – руководитель проекта Жигжидсурен Дугаржав, старший исследователь Института химии и химической технологии МАН, и ученый-почвовед Ядамбаатар Баасандор, руководитель подразделения земельных ресурсов и использования почв Института географии и геоэкологии МАН (ИГГ МАН).
С целью выполнения совместных работ на территории экологического опытно-исследовательского центра ИГГ МАН были проведены опыты по влиянию гуминовых стимуляторов на восстановление почвенного покрова и продуктивность растений в зоне пастбищной деградации почв и опустынивания.
Опыты исследований показали положительное влияние обработки деградированных почвенных участков гуматами. Увеличивается масса растений, почва лучше скрепляется корневой системой растительности. Проведенные исследования по выявлению зависимости между химическим составом гуминовых кислот и их биологической активностью показали наличие связи между степенью ароматичности органической массы гуминовых веществ и их биологической активностью. Наибольшую эффективность проявили гуминовые кислоты, полученные из естественно-окисленной формы бурого угля, характеризующиеся большим наличием полифенольных структур. Установлено, что на биологическую активность гуминовых кислот также влияют сезонные (погодные) колебания параметров увлажнения почвы.
Следовательно, выбор сырья и способов получения гуминовых препаратов, используемых в борьбе против опустынивания, должен быть основан на исследовании химического состава гуминовых кислот. Гуминовые кислоты определенного химического состава должны максимально способствовать формированию благоприятных почвенных условий для живых организмов с учетом макроклиматических и погодных условий.
13 и 14 июня 2019 года в Улан-Баторе состоялась Международная конференция Environmental Science and Technology (EST 2019), которая проводилась Институтом географии и геоэкологии Монгольской академии наук во второй раз и была посвящена исследованиям и обсуждениям экологических проблем Монголии и комплексным рекомендациям по их решению. В конференции приняли участие ведущие ученые из Монголии, Канады, Китая, России, Южной Кореи и Японии. От Института углехимии и химического материаловедения ФИЦ УУХ СО РАН по приглашению руководителей конференции выступил с докладом доктор химических наук Сергей Игоревич Жеребцов. Тема доклада: «Humic preparations to counteracting desertification», как промежуточный итог кооперации сибирских и монгольских ученых в исследованиях применения гуминовых препаратов из бурых углей для укрепления почвенного покрова и стимуляции растений.
В планах на будущее – расширение контактов и кооперации с монгольскими коллегами. Планируются экспедиции в Монголию и широкое применение гуминовых веществ в полевых условиях.
Сергей Жеребцов, заведующий лабораторией химии бурых углей
ИУХМ ФИЦ УУХ СО РАН, доктор химических наук
