«РБК ЮГ и Северный Кавказ» совместно с Южным федеральным университетом (ЮФУ) продолжает рассказывать о перспективных разработках ученых в специальном проекте «PROнаука». Героем нового интервью стал кандидат биологических наук, высококвалифицированный специалист, ведущий научный сотрудник Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского ЮФУ Вишну Раджпут.
Как биоуголь помогает почвам
— Вишну, Вы занимаетесь инженерией почв. Насколько это направление изучения является актуальным для Юга России?
— Постоянное внесение химических удобрений и пестицидов для выращивания агрокультур нарушает почвенную микробиоту [совокупность микроорганизмов, обитающих или находящихся в почве — прим. ред.], ризосферный микробиом — зону корней, где растения поглощают питательные вещества.
В результате промышленного производства в окружающую среду выделяется огромное количество токсичных элементов — через воду и воздух они попадают непосредственно в почву. Появляется много новых загрязняющих веществ: микропластик, тяжелые металлы, полиароматические углеводороды. Это вещества-канцерогены, опасные для человека, вызывающие проблемы со здоровьем, поступая в пищу из почвы.
Решить эту проблему могут новые биоинженерные технологии, над которыми работает наш коллектив. Мы нацелены на проектирование системы ризосферного микробиома почвы, чтобы растения могли усваивать питательные вещества, а почва естественным образом восстанавливала свое плодородие.
— Для оздоровления почв вы применяете новый материал — биоуголь. Как он действует?
— В течение последних нескольких лет мы работали над мониторингом и контролем загрязнения и рекультивацией почвы. Уже разработаны некоторые технологии — биоремедиация [процесс очистки загрязненных почв с применением микроорганизмов — прим. ред. ], фиторемедиация (очищения почвы с помощью зеленых растений), хеморемедиация с применением наноматериалов и биоугля.
Биоуголь — это пористый материал, который при внесении в почву обеспечивает среду обитания для роста и развития полезных микроорганизмов. Мы объединяем новые подходы — метагеномику, технологию CRISPR/Cas9 [технология редактирования геномов микроорганизмов — прим. ред.], биоуголь, а также наноматериалы. С помощью этих технологий мы редактируем, модифицируем функциональность почвы.
Выход в рынок — вопрос времени
— Насколько эффективным может быть применение этих технологий? Применяются ли они в Ростовской области?
— В перспективе применение биоугля поможет сократить более чем на 20–25% количество вносимых в почву химических удобрения, поскольку внесение биоугля будет способствовать развитию микроорганизмов и, как следствие, восстановлению в почвенном слое естественным путем.
В Ростовской области высокое валовое содержание цинка, никеля, кадмия, хрома в почве. В области находятся крупные электростанции, которые могут отрицательно влиять на окружающую среду. Поэтому мы пытаемся восстановить почву, используя биоуголь. Он не только стимулирует растения, но и реабилитирует почву, поглощает загрязняющие вещества. Также мы применяем этот сорбент для естественного восстановления почвы с помощью микроорганизмов, которые обеспечивают доступ растений к питательным веществам, таким как фосфор.— На каком этапе сегодня в ЮФУ разработка таких биоудобрений?
— Биоуголь — это технология, которую ученые разрабатывали на протяжении многих лет. Но мы создали несколько его модификаций. Например, мы используем буоуголь, обогащенный питательными веществами, и в сочетании с микроорганизмами, также нами разработаны металлоорганические структуры вместе с биоуглем.
Я думаю, очень скоро мы сможем выпускать коммерческий продукт для фермеров и сельского хозяйства. Мы полностью стандартизировали его виды и сотрудничаем с агрокомпаниями в Ростовской области, которые апробируют биоудобрения в полевых условиях. Я думаю, что люди смогут получить к нему доступ очень скоро: один год или может чуть позже. Над задачей вывода данной технологии на рынок работает руководитель нашей группы, профессор, доктор биологических наук Татьяна Минкина.
— Исследования академии проводятся в рамках программы «Приоритет 2030». Как вы можете оценить эффективность этой программы?
— Программа «Приоритет 2030» помогает развивать инфраструктуру для лабораторий и получать современное оборудование. Я являюсь руководителем большого проекта, в котором работают молодые исследователи. С нами работают около 13 человек — бакалавры, магистры, кандидаты наук. Мы пригласили некоторых иностранных ученых, чтобы они поделились своим опытом разработок методов улучшения почв. Поэтому, такой подход правительства Российской федерации действительно позволяет предоставить ученым возможность свободно работать над своими задачами.
Международная наука на российской почве
— Вы родом из Индии, однако решили строить свою научную карьеру в России. Чем был обусловлен этот выбор?
— Когда я присоединился к команде профессора Татьяны Минкиной, то планировал поработать в России только один год. Но, во-первых, коллеги здесь очень меня поддерживали, помогали. Во-вторых, у нас очень хорошие лаборатории. Мы реализуем много научно-исселдовательских грантов разных фондов, в том числе российского правительства. Поэтому я чувствую себя очень комфортно.
Спустя восемь лет Россия стала моим родным домом. Ростов-на-Дону мне очень нравится, это очень красивый и мирный город. Когда моему сыну было восемь месяцев, мы с женой привезли его сюда. Сейчас он очень хорошо говорит по-русски. Моя супруга также работает в одном отделе со мной.
— Вы входите в 2% самых цитируемых ученых мира. Как это способствует Вашей научной деятельности?
— Наш научный коллектив провел большую работу в области управления здоровьем почвы. Мы публиковали наши работы на международных журналах. В том числе, мы опубликовали новейшие достижения в области почвоведения, экологии и науки об окружающей среде, эта работа была использована другим ученым, повысив мою цитируемость и моих коллег.
Мы очень гордимся тем, что наши результаты полезны для других ученых. Они цитируют наши работы, используют в своей работе, что дает мировое признание нашей группе. Мы являемся ведущей международной группой, объединяющей почвоведов из разных стран, включая Китай, Индию и Египет.