Звичайний пустельний пісок погано підходить для вирощування рослин: вода швидко просочується крізь проміжки між зернами, а вітер легко розносить пухкий ґрунт. Дослідники випробували спосіб змінити ці властивості за допомогою бактерій і грибів. У результаті вони отримали матеріал, який назвали «живим піском».
Роботу виконали науковці Університету Халіфи в Об’єднаних Арабських Еміратах спільно з дослідниками швейцарського інституту Empa та ETH Zurich. Результати опублікували в журналі Carbohydrate Polymers. Вони показують, що мікроорганізми можуть допомагати скріплювати піщинки й уповільнювати рух води крізь матеріал.
Як мікроорганізми змінюють пісок
Дослідники використали бактерію Komagataeibacter medellinensis, яка виробляє целюлозу, а також два штами гриба Schizophyllum commune. У процесі росту мікроорганізми утворюють тонкі біополімерні волокна. Вони формують своєрідну сітку, що з’єднує сусідні піщинки.
У лабораторних експериментах пісок із бактеріальними волокнами став міцнішим і краще зберігав форму навіть після занурення у воду. Один зі зразків заввишки близько шести сантиметрів вдалося вийняти з форми та розрізати вже через сім днів вирощування бактерій.
Науковці також випробували інший підхід: вони вирощували тонкі листи бактеріальної целюлози окремо, а потім укладали їх між шарами піску. Така структура працювала як природний армувальний матеріал і продемонструвала ще кращі результати.
Чи допоможе технологія озеленювати пустелі?
У зразках, де волокна утворювалися безпосередньо між піщинками, вода проходила крізь матеріал приблизно в шість разів повільніше, ніж через необроблений пісок. У варіанті з прошарками целюлози водопроникність знизилася приблизно у 28 разів. Водночас здатність самого піску утримувати воду зросла значно скромніше: приблизно з 20,2% до 25,5%.
У перспективі такі біоматеріали можуть допомогти зменшувати ерозію, утримувати вологу та створювати сприятливіші умови для росту рослин на піщаних ґрунтах. Вони також потенційно можуть стати біорозкладною альтернативою деяким синтетичним матеріалам для зміцнення ґрунту.
Однак поки що це лише лабораторні результати. Дослідники ще не перевірили, як довго «живий пісок» зберігатиме властивості в реальних пустельних умовах і чи сприятиме він росту сільськогосподарських культур. Наступним етапом мають стати випробування в теплицях і безпосередньо на місцевості.
Технологія поки не дає змоги перетворювати пустелі на родючі землі, але пропонує можливий спосіб краще утримувати воду та стабілізувати піщаний ґрунт.