Тонкая работа. Чеченские ученые хотят придать растениям «сверхспособности»
Климатические изменения, с которыми сталкивается планета, требуют решения проблемы улавливания углекислого газа из атмосферы и превращения его в полезные вещества. Карбоновые полигоны — те самые площадки, на которых изучается эффективность предлагаемых инновационных технологий.
Регенеративное животноводство
Один из таких полигонов — WAY CARBON — расположился в горах Чечни, на площади более 1700 га, на южном склоне Макажойской котловины. Соисполнителями программы карбоновых полигонов стали два вуза — Чеченский государственный университет им. А. Кадырова и Грозненский государственный нефтянойтехнический университет им. академика Миллионщикова.
«Небольшая по размерам республика отличается разнообразием природных зон: здесь есть полупустыни, степи, лесостепи, пояс горных лесов, переходящий в горно-луговую зону, и высокогорная зона ледников, — замечает aif.ru проректор по науке, инновациям и цифровой трансформации Чеченского госуниверситета Апти Хасухаджиев. — Полигоны позволяют получить точные данные о поглощающей способности разных типов ландшафтов и экстраполировать результаты на остальные территории».
Один из проектов чеченских ученых направлен на поиск оптимального режима выпаса животных. Речь идет о том, чтобы понять, в течение какого времени скот может пастись на определенных участках, не нанося растениям непоправимого вреда. Такой подход называется «регенеративным животноводством».
Как это работает? Ученые анализируют почвенные пробы и с помощью геоскана проводят дистанционное зондирование земли. Главная площадка полигона — метеостанция — оснащена самым современным оборудованиемдля отслеживания уровня парниковых газов и измерения приземных потоков атмосферы. Полученные результаты определяют оптимальноевремя нахождения животных на конкретном участке.
«На склоне котловины уже третий год пасутся 500 голов овец и коз, — объясняет aif.ru директор инжинирингового центра "Карбон" Чеченского госуниверситета Рашия Бикмурзаева. — Проблема заключается в том, что в продуктах жизнедеятельности животных содержится большое количество метана и, попадая на землю, он ее просто выжигает. Если на одном и том же месте годами пасти овец или коз, то там растительность погибает и больше ничего уже не растет. Ротационным способом площадь выпаса делится на участки — это защищает ее от неминуемой деградации. Кроме того, подход сохраняет и биоразнообразие, и не просто улавливает углерод, но и удерживает его в почве: когда она покрыта зеленью, трава поглощает углекислый газ, а когда ее нет, то под действием солнца почва его выделяет».
Сейчас на полигоне высеяны 6 видов травосмесей, ученые сравнивают их поглощающую способность с растениями, что присутствуют здесь постоянно. Результат покажет, надо ли что-то менять в местной флоре.
Чтобы подтвердить полученные данные, нужно хотя бы 5 лет. Исследования ведутся уже 4-й год и в конце 2025-го года ученые планируют представить окончательный результат.
Тонкая работа
Есть на карбоновом полигоне и теплица, в которой растения из научных лабораторий Чеченского госуниверситета проходят адаптацию для последующей высадки в горах. В лаборатории вуза по агробиотехнологиям исследуют возможности повышения урожайности и устойчивости культур, в основном, сельскохозяйственных, а также их генной модификации и клонирования. Работают над размножением быстрорастущих растений с высокой секвестрацией углерода (это долгосрочное его хранение в природных поглотителях — растениях, почве, геологических образованиях и океане) и с полученными новыми сортовыми формами винограда и картофеля.
«Мы смотрим, в каких условиях и в какой питательной среде конкретное растение можно культивировать в ускоренное время, — рассказывает aif.ru заведующая лабораторией "Биотехнологии сельскохозяйственных растений для регенеративного земледелия", кандидат сельскохозяйственных наук Элиза Собралиева. — Процесс проходит в несколько этапов, один из которых микроклонирование, когда мы берем маленький "кусочек" ткани из почки растения и помещаем его расти в питательную среду. Работа очень тонкая, но если ее удачно выполнить, то можно получить хороший результат».
А чтобы понять, здоровым ли получилось растение на выходе, его тестирует лаборатория ПЦР-диагностики, как при человеческом коронавирусе. Если же нужно получить «образец» в короткие сроки, то его круглосуточно "подсвечивают«лампами. Но при таком варианте у культуры будут сложности с адаптацией в открытой почве. Поэтому условия развития здесь максимально приближают к полевым, чтобы при высадке растению было комфортно.
«Сейчас мы пытаемся выйти на путь коммерциализации — у нас налажен практически конвейерный процесс подготовки семенного материала картофеля, — говорит Элиза Собралиева. — Это позволяет не зависеть от сезона и на маленьких площадях получать большой урожай».
Помимо роста в лабораторной пробирке, растения проходят и тиражирование — черенкование, когда из одного образца с помощью черенков получают 5-10 других. Реагенты, которые используются в процессах, почти все российские.
Растения со сверхспособностями
В еще одной лаборатории Чеченского госуниверситета «Экологическая фитофизиология и экспериментальная биоклиматология» изучают физиологию растений и разрабатывают оптимальные условия их выращивания. Лабораторно-приборная база здесь одна из самых современнейших.
«Основная задача — показать, насколько сильно меняется климат, как к этому адаптируются местные культуры, — замечает для aif.ru кандидат биологических наук, доцент кафедры "Химические дисциплины и фармакология" Медицинского института госуниверситета Магомед Алихаджиев. — Мы апробируем не только местные культуры, но и работаем с образцами, предоставленными нам Воронежским лесотехническим университетом — смотрим, как они у нас растут, собираем биометрические данные, анализируем их, и даем заключения по условиям роста на плантациях. При этом растения должны обладать требуемыми параметрами — быстро накапливать биомассу, а значит и тот самый углекислый газ, углерод из которого должен быть прочно законсервирован в виде полезных продуктов — в нашем случае, древесины».
Одним из чемпионов в этом направлении ученые считают Павлонию — южное дерево с удивительными способностями не только в поглощении углерода, но и скорости роста — до 3 м/год. В условиях Грозного Павлония чувствует себя великолепно. А вот для того, чтобы она прижилась в горах, нужна адаптация. Поэтому вначале она появляется в лабораторных пробирках, потом в горшках, теплицах и уже потом попадает в горы.
Мы хотели бы придать растениям «сверхспособности» — трансгенные культуры у всех на слуху, констатирует Магомед Алихаджиев. В республике много зарастающих сельхозугодий, залежных земель, и сегодня важно понять, что лучше — вкладываться в интенсивное земледелие, или оставить их для самозарастания — возможно, природная экосистема окажется эффективнее и результативнее.
Выяснить наилучший способ
«В регионе маленькие локальные производства, которые не оставляют большого природного следа, — рассуждает Апти Хасухаджиев. — Одна из наших целей — она заявлена к исполнению в конце 2025 года — чтобы Чеченский госуниверситет подтвердил свою углеродную нейтральность. После мы собираемся перейти к сертификации региона. Идея заключается в том, чтобы сформировать своеобразную биржу углеродных единиц, которые могут перепродаваться внутри страны и за ее пределами. Сейчас перспективный в этом отношении азиатский рынок, и условия для получения таких единиц здесь у нас есть».
Промышленные корпорации, продолжает Апти Хасухаджиев, в результате своей деятельности выбрасывают в атмосферу углекислый газ или другие климатически активные газы. Это создает парниковый эффект, который наносит вред природе. Для того, чтобы как-то минимизировать свою часть вреда, промышленная кампания покупает углеродные единицы — квоты на выброс парниковых газов — у их производителя. А получить их можно с помощью специальных проектов в области низкоуглеродной энергетики, устойчивого сельского хозяйства, лесовосстановления или эффективного обращения с отходами. Таким образом, находится какой-то общий баланс и равновесие: то есть, сколько одни выбросили, столько другие поглотили.
«Наша задача, поскольку мы занимаемся наукой, выяснить наилучший способ поглощения углерода, — резюмирует Апти Хасухаджиев. — А дальше — мы понимаем, какие климатические проекты эффективнее всего, и распространяем эту методику на другие регионы».
Официально
В Чеченской Республике 23-24 апреля прошел пресс-тур «Путешествие в науку. Чечня» по объектам национального проекта «Наука и университеты» и научно-популярного маршрута, созданного по инициативе «Научно-популярный туризм» Десятилетия науки и технологий.
20-22 ноября 2024 г. на федеральной территории «Сириус» состоится ключевое ежегодное мероприятие Десятилетия — IV Конгресс молодых ученых. Он объединит представителей ведущих научных школ из разных регионов России, научных и образовательных организаций, органов власти, индустриальных партнеров, ярких лидеров отечественной науки, а главное — молодых ученых, победителей конкурсов грантов, студентов и школьников из России и других стран.