В Ростовской области на базе Южного федерального университета действует передовой Центр инженерных разработок «Биоинженерия почв». Разработки ученых позволяют оперативно восстановить плодородие земель и очистить водоемы, загрязненные тяжелыми металлами.
Уникальный научный центр создан при поддержке Минпромторга РФ как связующее звено между фундаментальной наукой и агропромышленным комплексом. Руководит проектом доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой почвоведения и оценки земельных ресурсов ЮФУ Татьяна Минкина.
— Создание центра «Биоинженерия почв» — закономерный этап развития нашей научной школы в области почвоведения и биотехнологий. Мы прошли путь от фундаментальных исследований до технологических решений, пригодных для масштабирования и внедрения в агропромышленном комплексе. Теперь наша задача — сделать эти разработки доступными для бизнеса и аграрного сектора, — заявила Татьяна Минкина.
Для решения амбициозных задач центр оснащен по последнему слову техники: здесь установлены газовые хроматографы, робототехнические комплексы и рентгеновские дифрактометры.
Ключевой разработкой стала первая в мире технология получения искусственной плодородной почвы, которую уже окрестили искусственным черноземом. Испытания показали, что ферментативная активность нового грунта достигает 80 — 90 процентов от уровня эталонного природного чернозема, что делает его полноценной заменой истощенным землям. Подход гарантирует урожайность от 40 центнеров зерновых с гектара. Благодаря повышению усвояемости удобрений ученым удается сохранить до 40 процентов будущего урожая. При этом цифровая «настройка» технологии к любому российскому региону займет не более шести-восьми месяцев.
Однако «Биоинженерия почв» — это не только про агрономию. Центр представляет собой мощный экологический кластер, занимающийся восстановлением загрязненных территорий и водных объектов. Среди ключевых направлений — роботизированные системы мониторинга на базе ИИ и беспилотной авиации. Они сканируют обширные зоны, выявляя очаги загрязнения тяжелыми металлами и нефтепродуктами на ранних стадиях.
Специалисты предложили биологические методы, ускоряющие очистку грунта от тяжелых металлов и нефтяных загрязнений. Для этого созданы нанокомпозиты на основе биоуглей с наночастицами, служащие каркасом для плодородного слоя. Внедрены и цифровые инструменты: нейросети прогнозируют поведение полезных бактерий, а гиперспектральные камеры следят за здоровьем растений. Полевые испытания прошли в Ростовской области и Калмыкии, там уже созданы новые почвенные горизонты на месте бесплодных земель.
Кроме того, активно внедряются технологии биоремедиации почвы и донных отложений: их эффективность достигает 95 процентов за один полевой сезон. Ученые создают функциональные материалы нового поколения — биочар, неогумус и композитные сорбенты из отходов переработки подсолнечника и рисовой шелухи. Эти «умные губки» впитывают токсины и одновременно служат контейнером для удобрений, отдавая их растениям дозированно.
Параллельно ведутся масштабные эксперименты по очистке донных отложений малых рек и озер Ростовской области. В перспективе это позволит вернуть к жизни водоемы, десятилетиями страдавшие от промышленных стоков.