CC BY
21ЭкоКосмоДом как пространство для сохранения видового разнообразия тропической и субтропической флоры
ЮНИЦКИЙ А.Э., ПАВЛОВСКИЙ В.К., ФЕОФАНОВ Д.В. (г. Минск)
Рассмотрена проблематика сохранения биоразнообразия планеты Земля и возможность построения ЭкоКосмоДома (ЭКД) как замкнутой искусственной биосферы для сохранения видового разнообразия тропической и субтропической флоры. Особое внимание уделено созданию плодородной натуральной (живой) почвы и оптимального почвенного профиля для наилучшего роста и развития различных видов растений.
Ключевые слова:
сохранение биоразнообразия, тропические растения, биогумус, структурированный почвогрунт, ре интродукция.
использования природных ресурсов (включая растительный мир) в настоящее время имеют высокую актуальность. Биологическое разнообразие является основой поддержания экологических условий окружающей среды, экономического развития общества. Очевидна необходимость разработки и реализации эффективных мероприятий по сохранению мирового растительного биоразнообразия. В своём исследовании Н. Питман и П. Йоргенсен подсчитали, что во всём мире из 300 000-420 000 видов растений 94 000-193 000 находятся под угрозой исчезновения [1].
Без изучения тропических растений практически невозможно понять пути и законы эволюции растительного мира Земли. Растениеводство тропических широт предоставляет множество полезных и незаменимых продуктов: бананы, ананасы, ваниль, чёрный перец, каучук, кофе и какао. Большое количество лекарственного, пряно-аро-матического сырья транспортируется из тропических стран. Одна из задач Глобальной стратегии сохранения растений -спасение социально-экономически ценных для человечества растений: плодовых, текстильных, пряно-ароматиче-ских, лекарственных [2]. Концепция ЭкоКосмоДома (ЭКД) предполагает моделирование условий среды, максимально близких к тропическому и субтропическому поясу [3]. Это позволит круглый год получать продукцию и выращивать различные виды растений данной зоны, а также обеспечит комфортные условия для жителей ЭКД.
Создавая разнообразие растительного мира внутри ЭКД, мы подготавливаем не только оптимальные условия для развития замкнутой экосистемы, но и базу для решения ряда экологических проблем, формируем коллекцию живых растений. В последующем она может использоваться для реинтродукции редких и исчезающих видов в антро-погенно-изменённые биотопы, разработки актуального ассортимента видов для современного озеленения городов.
Высокозначимая функция растений ЭКД - продуцирование кислорода и удаление двуокиси углерода. Зелёные насаждения могут обеспечить максимальную автономность жителей ЭКД в пище, лекарствах и других ресурсах. Ещё одна важная функция - создание комфортных условий для человека. Композиции из растений должны быть гармоничны и эстетически приятны, поэтому экспозиция растений ЭКД может быть дополнена деко-ративно-лиственными и красивоцветущими растениями, такими как питайя, земляничная груша Hylocereus undatus, канна Canna L, хионодокса Chionodoxa Boiss, кочедыжник Athyrium Roth и др.
Растительный мир Беларуси включает около 4100 видов высших растений [4]. В последние годы проблеме биологического разнообразия и его сохранения придаётся большое значение. Известно, что один из путей сохранения и восстановления редких видов растений -их интродукция в ботанические сады. Практически единственной организацией в Беларуси, проводящей серьёзное
Сборник материалов II международной научно-технической конференции «БЕЗРАКЕТНАЯ ИНДУСТРИАЛИЗАЦИЯ КОСМОСА: ПРОБЛЕМЫ, ИДЕИ, ПРОЕКТЫ»
биоэкологическое изучение культуры редких и охраняемых видов растений, является Центральный ботанический сад НАН Беларуси.
Вторым по счёту (но не по значению) объектом, участвующим в сохранении растительного биоразнообразия, может стать ЭкоКосмоДом на планете Земля (ЭКД-Земля) площадью порядка 2 га. Проведение серии научно-ис-следовательских испытаний в ЭКД-Земля на территории Беларуси позволит оценить возможность распространения видового разнообразия растений планеты Земля в колониях на околоземной орбите.
Учитывая все вышеперечисленные факторы, при создании ЭКД должны применяться природные технологии или максимально приближённые к ним. Используя современное оборудование в гармонии с природой, можно улучшить и ускорить многие естественные процессы, например, гумусообразование. Получение гумуса в почве в нужном количестве и качестве необходимо для поддержания биоразнообразия флоры, так как в нём аккумулировано большое количество макро- и микроэлементов, ростовые вещества и витамины, непосредственно усваиваемые растениями. Характер и скорость гумусообразо-вания зависят от ряда факторов, важнейшими из которых являются структура почвенного профиля, водно-воздушный режим, состав микрофлоры и её активность. Таким образом, важным моментом представляется создание оптимальной структуры почвогрунта для посадки тропиче-
ских и субтропических растений, а также для естественного протекания процесса гумусообразования.
Для комфортного произрастания древесных растений в ЭКД-Земля следует подготовить среднюю толщину почвенного профиля в 1,3 м. В верхнем слое 0,3 м допустимо применение гумуса из бурого угля с добавлением биогумуса. Стоит отметить, что по всей площади ЭКД-Земля это значение будет непостоянными. В местах, где грунт насыпается на фундамент, в зоне ручьёв и озёр толщина и состав почвенного профиля будут отличаться.
При подготовке почвенного грунта возможно использовать местную почву. При этом необходимо учитывать, что слишком тяжёлый неструктурированный почвогрунт в составе с дерновой землёй (более 50 %) может привести к застою воды в верхних слоях почвы. Как следствие, вода не будет проникать в корнеобитаемую зону взрослых деревьев, в результате чего придётся вносить отдельно под каждое растение структурированный грунт.
В качестве одного из вариантов насыпного грунта предлагается использовать структурированный почвогрунт из следующих горизонтов: верхний плодородный с высокой концентрацией микроорганизмов (гумусовый, толщиной 30 см), элювиальный (дерновой земли, 40 см), иллювиальный (супесь с добавлением недробленого бурого угля, 45 см) и дренажный слой (щебень, 15 см; песок, 15 см). Плодородный верхний слой состоит из гумуса, биогумуса, переходного и низинного торфа, дерновой земли.
Ещё в 60-х годах прошлого века было показано, что внесение бурого угля в почву приводит к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур [5]. Бурый уголь богат гуминовыми веществами и потенциально из него получается довольно качественное удобрение, особенно в комбинации с питательными веществами из различных видов органического сырья (в данном случае может применяться биогумус) [6].
При подготовке почвогрунта предлагается использовать гумус с добавлением биогумуса из бурого угля. В результате проведённых испытаний выявлено, что биогумус из бурого угля содержит максимальное количество усваивающих минеральные формы азота микроорганизмов, которое превышает контрольные (субстрат без вер-микомпостирования) показатели на 128 %. Высокая численность аммонифицирующих микроорганизмов наблюдается в варианте с биогумусом, полученном на основе соломистого навоза крупного рогатого скота (КРС), и составляет 5,96 х Ю9 КОЕ/г. Как видно, не исключается внесение обычного биогумуса в состав почвогрунта.
Для подсчёта микроорганизмов использован количественный метод учёта жизнеспособных клеток в образцах субстрата [7]. Учёт основных эколого-трофических групп проведён методом посева на агаризованные среды. Массовая доля общего азота определялась согласно ГОСТ 26715-85 п.1, фосфора - ГОСТ 26717-85, калия - ГОСТ 26718-85 [8]. Содержание гуминовых веществ устанавливалось согласно СТБ 2392-2014 п. 5.7 [9].
Исторически использование жидкого биогумуса развивалось из таких садоводческих практик, как замачивание навоза или некоторых растений в воде, при этом полученная жидкость использовалась в качестве удобрения и для листовой обработки против болезней и вредителей.
Испытания образцов жидкого биогумуса показали высокое содержание гуминовых веществ (более 60 %), а также общих форм азота, фосфора и калия (5,1 %, 3,8 %, 9,6 % соответственно). На этом основании жидкий биогумус в разбавленном виде предлагается использовать в качестве подкормки растений и для их листовой обработки.
Сборник материалов II международной научно-технической конференции «БЕЗРАКЕТНАЯ ИНДУСТРИАЛИЗАЦИЯ КОСМОСА: ПРОБЛЕМЫ, ИДЕИ, ПРОЕКТЫ»
Результаты испытания биогумуса подтверждают ценность его использования для создания почвогрунтов при озеленении территории ЭКД; жидкого биогумуса-для обработки и подкормки растений. При моделировании видового разнообразия растений в условиях ЭКД-Земля необходимо учитывать минимальный набор факторов, таких как освещённость, подбор почвогрунта, температура и влажность (воздуха и почвы).
Таким образом, при решении проблемы сохранения биоразнообразия на Земле ЭкоКосмоДом может служить альтернативой особо охраняемым природным территориям, которые несомненно подвержены влиянию внешних воздействий и изменению климата. Кроме того, ЭКД (с учётом создания оптимальной структуры почвы) может стать первым объектом для сохранения биоразнообразия флоры за пределами нашей планеты.
Литература
1. Pitman, N.C.A. Estimating the size of the world's threatened flora/N.C.A. Pitman, P.M. Mrgensen//Science. - Vol. 298, No. 5595. - 989 p.
2. Арнаутова, EM. Экспозиция «Тропические плодовые и пряно-ароматические растения» как пример тематической коллекции в Ботаническом саду Петра Великого / ЕМ Арнаутова, М.А. Ярославцева // Сборник научных трудов Еосударственного Никитского ботанического сада. - 2018. - № 147. - С. 192-194.
3. Юницкий, A3. Струнные транспортные системы: на Земле и в Космосе: науч. издание /АЭ. Юницкий. - Силакрогс: ПНБ принт, 2019.-576 е.: ил.
4. Биологическое и ландшафтное разнообразие // Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды республики Беларусь [Электронный ресурс]. - 2019. - Режим доступа: http://minpriroda. gov.by/ru/biolog-landsh-raznoobr-ru/. - Дата доступа: 26.04.2019.
5. Попов, А. И. Еуминовые вещества. Свойства, строение, образование. - СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета, 2004. -248 с.
6. Steffen, К. Т. Degradation of humic acids by the litter-decomposing basidiomycetes Collybia dryophila / К. T. Steffen, A. Hatakka, M. Hofrichter // Appl. Environ. Microbiol. - 2002. - Vol. 68. - P. 3442-3448.
1. Нетрусов, А.И. Практикум по микробиологии / AR Нетрусов [и др.]. - М.: Академия, 2005. - 608 с.
8. Удобрения органические. Метод определения общего азота: ЕОСТ 26715-85, метод определения общего фосфора: ГОСТ 26717-85, метод определения общего калия: ГОСТ26718-85. - Введ. 01.01.1987. - Минск: Белорус, гос. ин-т стандартизации и сертификации, 1992.
9. Препараты гуминовые жидкие. Общие технические требования и методы контроля: СТБ 2392-2014 п. 5.7 [Электронный ресурс] - Введ. 01.07.2015. - Режим доступа: https://shop.belgiss.by/ru/gosudarstvennye-standarty/ stb-2392-2014. - Дата доступа: 26.04.2019.
© Юницкий А.Э., 2019 © Павловский В.К, 2019 ©Феофанов Д. В., 2019
