Учени превърнаха пясъците в арабската пустиня в плодородна почва чрез наноглина

Един декар пустинна земя роди за 40 дни пъпеши, дини, тиквички и перлено просо

глина в почвата на ОАЕПрез март тази година, точно когато страните по света влязоха в режим Ковид-19, в Обединените арабски емирства (ОАЕ) започна забележителна трансформация. Само за 40 дни безплодният пясък в тази пустинна нация без излаз на море беше осеян със зрели сладки дини, наедряващи под арабското слънце, пише Би Би Си.

За държава, която трябва да внася 90% от пресните си продукти, това беше изключителен важен момент. Сухата, негостоприемна арабска пустиня беше превърната в буйни стопанства за плодове с простото добавяне на глина и вода.

Само дето не беше толкова просто – тези пъпеши бяха възможни само с помощта на течна „наноглина“, технология за оползотворяване на почвата, чиято история започна на 1400 км западно преди две десетилетия.

Първо бе въпросът защо плодородната делта на Нил в Египет загуби качествата си

През 1980 г. части от делтата на Нил в Египет спряха да процъфтяват. Известна с плодородието си, делтата е била надеждно място за стопанства в продължение на хиляди години, въпреки близостта си до пустинята. Производителността им е позволила на древните египтяни да пренасочат енергията си от натуралното земеделие към развитието на мощна цивилизация. И все пак, въпреки подкрепата на общностите в региона през хилядолетията, само за около 10 години, това плодородие изчезна.

Всяка година в края на лятото Нил наводнява крайбрежията, разширявайки се до египетските делтови равнини, преди да се оттегли отново. Докато учените започват да изследват какво е причинило спада в плодородието на земята, те откриват, че тези наводняващи води носят със себе си минерали, хранителни вещества и най-важното, глинести частици от източноафриканския дренажен басейн, който захранва Нил, и ги депозира в земите на делтата. Глината придава на почвата както устойчивост, така и плодородие. Но къде беше отишла?

Отговорът на този въпрос е скрит в 60-те и 70-те години на миналия век, когато се построява язовир Асуан, преграждащ Нил в Южен Египет. Тази забележителна структура от 2,5 мили (4 км) е построена, за да генерира електричество и да регулира наводненията, така че земеделието да стане по-управляемо и предсказуемо. Но също така язовирната стена спря всички тези добри частици да текат надолу по течението. Десетилетие без това годишно допълване и цялото плодородие в делтовите почви беше изразходвано.

След като почвените учени и инженери разгадаха проблема, те откриха решение на проблема.

„Това е като онова, което може да видите в градината си“, обяснява Оле Сивертсен, главен изпълнителен директор на Desert Control – базиран в Норвегия бизнес, който е разработил наноглиновия подход. „Тънките почви се борят да задържат влагата и да позволят на растенията да процъфтяват. Наличието на глина в правилните пропорции може драстично да промени всичко това.“

По думите му Desert Control планира да използва наноглини, за да превърне непродуктивната пустинна земя „от пясък до надежда“.

Защо е важна глината

Използването на глина за подобряване на почвите не е нищо ново – фермерите го правят от хиляди години. Въпреки това, обработката на дебела и тежка глина в почвата е била много трудоемка и разрушителна за подземните екосистеми. Орането, изкопаването и обръщането на почвата също имат екологична цена, тъй като изолираният въглерод е изложен на кислород и по този начин се губи в атмосферата като въглероден диоксид. Заедно с това се нарушава невероятно сложния почвен биом, което идва с отглеждането, както обяснява почвеният учен от Университета в Единбург Саран Сохи.

„Ключова част от почвената биология е симбиотична връзка между растенията и гъбите под формата на микоризи, гъбични нишки, които по същество действат като продължение на кореновата система на растенията“, казва той. „Те са покрити с микроскопични структури, подобни на косми, наречени хифи, които са много по-фини от корените на растението, което позволява достъп до хранителни вещества, които то може да не срещне по друг начин. В този процес гъбичните нишки също свързват почвените минерални частици, поддържайки почвената структура и смекчавайки ерозията.“

„Разрушаването на почвата чрез изкопаване или обработване разгражда тези гъбични структури, на които им отнема време да се възобновят, а междувременно почвата става уязвима за деструктуриране и хранителните вещества, склонни да избягат.“

Глината може да бъде непостоянен фактор. Ако е твърде малко, няма почти никакво въздействие. Ако е твърде много, глината може да образува водоустойчива кора на повърхността на пясъка или да направи по-вероятно уплътняване. Следват години на изпитания, тъй като Кристиян Олесен, норвежки инженер по динамика на течностите, търси начин да направи рецепта от глина, която лесно да се смеси с пясък, за да я превърне в животворна почва.

Рецептата не е универсална

„Един размер не е подходящ за всички почви“, казва той. „Десет години опити в Китай, Египет, ОАЕ и Пакистан ни научиха, че всяка почва се нуждае от тестване, за да можем да смесим правилната рецепта за наноглини.“

Голяма част от изследванията и разработките на наноглиновия разтвор са посветени на намирането на внимателно балансирана тънка течна формула, която лесно може да проникне през малките частици от местната почва (оттук и нано частта), но не се оттича толкова бързо, така че може свободно да изтече навън и да се загуби съвсем. Целта е да се обработят вълшебните 10-20 см почва, която се намира в и под кореновата зона на стандартните култури.

За щастие, когато става въпрос за смесване на пясък и глина, в играта влиза и полезната част от почвената химия, а именно катионният обменен капацитет.

„Глинените частици имат отрицателен заряд поради химическия си състав, докато пясъчните зърна са положителни“, обяснява Сивертсен. „Тази естествена полярност означава, че когато те се срещнат физически, се свързват.“

Резултатът е 200-300 нанометров слой глина около всяка пясъчна частица, която създава подобна на снежинка формация. Тази увеличена повърхност позволява на водата и хранителните вещества да се придържат към пясъка и химически да се комбинират с него, вместо да се губят при изтичане през почвата.

„Глината имитира органичната материя по своята функционалност, помага на почвите да задържат вода и позволява на почвената флора и фауна да се утвърдят“, казва Сивертсен. „След като имате глинести частици, стабилизиращи състоянието и помагащи да направите хранителните вещества бионалични, можете да засадите култури в рамките на седем часа.“

Мобилни фабрики за плодородие
Снимки на Би Би Си

Снимки на Би Би Си

Въпреки че технологията се разработва от почти 15 години, тя е тръгнала по пътя към търговско мащабиране през последните 12 месеца, след като е била тествана независимо от Международния център за биологично земеделие (ICBA) в Дубай.

„Сега имаме научни доказателства за ефективност. Затова се стремим да изградим множество мобилни мини фабрики в 13-метрови транспортни контейнери с крайната цел да създадем колкото се може повече промени,“ казва Сивертсен. „Тези мобилни устройства ще създават течни наноглини на местно ниво, където е необходимо, като се използва глина от същата държава.“

Първата от тези фабрики ще може да произвежда 40 000 литра течни наноглини на час и ще бъде използвана в градските паркове в ОАЕ, тъй като технологията може да намали използването на вода с до 47%.

Колко струва?

Текущите стартови разходи са около 2 долара (1,50 британски лири) на квадратен метър, което е приемливо за малки ферми в богатите ОАЕ. Но за да има въздействие там, където наистина е важно – в Африка на юг от Сахара – Сивертсен трябва да намери начин да намали тези разходи. Повечето африкански фермери няма да разполагат с капитал за това лечение. Лечението на почвата продължава около пет години, след което глината се нуждае от доливане.

Сивертсен казва, че разходите могат да се намалят, като в крайна сметка стремежът е те да станат около 0,20 долара на квадратен метър. За сравнение, разходите за закупуване на производителна земеделска земя другаде по света варират от 0,50 до 3,50 долара на квадратен метър, казва Сивертсен. В бъдеще може да бъде значително по-евтино да се трансформира непродуктивна земя, отколкото да се търси установена ферма.

„Освен това работим с Конвенцията на Организацията на обединените нации за борба с опустиняването, за да подкрепим проекта „Великата зелена стена “, инициатива за изграждане на стена от дървета и агролесовъдство, за да се спре разширяването на пустинята в Северна Африка“, казва Сивертсен.

Общностите в ОАЕ, живеещи наблизо, вече са се възползвали от способността да превърнат пустинята около тях в плодородна земя. Около 200 кг дини, тиквички и реколта от перлено просо бяха произведени в пробния участък 1000 кв. м.

„Заключването заради Ковид-19 в ОАЕ беше много строго и вносът спадна рязко, което означава, че прясна продукция е недостъпна за мнозина“, казва Сивертсен. „Работихме с ICBA и екипа на Червения полумесец, за да доставим пресните дини и тиквички на хора и семейства наблизо.“

Leave a Comment