Аквагрейн: Новая жизнь для бедной почвы

В небольшом засушливом уголке Англии компания Aquagrain разрабатывает суперабсорбирующий биоразлагаемый гидрогель, который способен помочь культурам расти на деградированных землях. Aquagrain стал финалистом премии Food Planet Prize 2024.

Нидем, Великобритания – В одной из маленьких мастерских, расположенных в обширной промзоне крошечной английской деревни Нидем-Маркет, ученый усердно работает над созданием продукта для улучшения почвы. Этот гидрогель, изготовленный из останков животных, может удерживать достаточное количество воды, чтобы превратить деградированные участки в плодородные поля. Может показаться, что это из области научной фантастики, но доктор Арджоманд Гхарегани, изобретатель Aquagrain, запатентовал технологию, комбинирующую отходы убойных предприятий и фермерских хозяйств с супервассоабсорбирующим углеводородом, который служит резервуаром для растений.

Этот продукт может сократить использование неорганических удобрений и сделать возможным выращивание пищи на участках планеты, которые когда-то стали слишком сухими и истощенными для традиционного земледелия. В холодный январский день доктор Гхарегани встречает меня в своем кабинете, где он разрабатывает свою запатентованную технологию. В Англии нет пустынь, однако в восточных районах страны есть города, которые получают меньше осадков, чем засушливый Андалусия.

Климат и известняковые почвы делают грунт сухим и песчаным – это идеальное место для испытаний полимера, способного противостоять процессам опустынивания. Один фермер, который использовал Aquagrain в ходе испытаний компании, немедленно заказал 35 тонн для своих 70 гектаров зерновых полей. Он охарактеризовал разницу между участками, засеянными Aquagrain, и теми, которые не были обработаны, как «походка по черно-белой зебре».

Может ли Aquagrain стать жизнеспособным решением проблемы опустынивания?

Опустынивание, или деградация засушливых земель из-за неправильного земледелия и чрезмерного выпаса, наряду с изменением климата и утратой биологического разнообразия принадлежит к числу серьёзнейших угроз для нашей планеты. Эта проблема не нова – опустынивание привело к исчезновению множества цивилизаций на протяжении человеческой истории, начиная от аккадийцев в Месопотамии, которые создали первую империю более 4300 лет назад, а затем исчезли, по утверждениям исследователей, во время 300-летней засухи, уничтожившей сельские угодья, на которые они полагались для выращивания пшеницы и ячменя.

В настоящее время множество факторов привели к увеличению опустынивания обширных сельскохозяйственных территорий, включая использование синтетических удобрений, повышение глобальных температур и учащение засух, что оказывает катастрофическое влияние на производство продуктов питания. По оценкам, каждые 23 гектара земли теряются ежегодно из-за деградации почв по всему миру (больше, чем средний размер фермерского хозяйства в ЕС, который почти равен 17 гектарам). Это составляет 12 миллионов гектаров в год. Но опустынивание можно обратить.

Некоторые основные причины опустынивания связаны с практиками и продуктами, используемыми фермерами, включая:

• Чрезмерное использование техники
• Вспашка
• Химикаты

Это может отрицательно сказаться на структуре почвы и её водоёмкости. Aquagrain действует как водоудерживающая губка – желеобразное вещество, насыщенное влагой и питательными веществами, которое остается в почве достаточно долго для того, чтобы растения могли развиваться, предотвращая вымывание питательных элементов из грунта.

Работники фермерского хозяйства, обрабатывающие гряды с Aquagrain на ферме Silal, занимающейся агрономическими исследованиями и разработками. Однако есть одна проблема: производственные мощности на промышленной зоне составляют всего одну тонну в месяц. Следующий вызов для доктора Гхарегани и Aquagrain – это увеличение объёмов производства, что является затратным процессом и требует значительных инвестиций.

На промышленных площадках, где находится малая единица, нет никаких признаков того, что это маленькое помещение может стать ключом к превращению засушливых территорий в плодородные. Слева расположена закрытая компания по производству половиц. Механик со стороны помахивает рукой, когда доктор Гхарегани открывает незаметную белую деревянную дверь.

Внутри имеются три маленькие смежные комнаты: кухня, лаборатория и офис. На одной из стен кухни написано длинное и сложное химическое уравнение. За ним, в лабораторной зоне, столы сверкают чистотой и заполнены стеклянными пробирками, защитными очками, весами и термометрами. Но под нержавеющим стальным блоком находится грязное коричневое ведро: намек на более мрачную сторону работы. За стеклянной перегородкой в соседнем помещении маленький склад был преобразован в производственную лабораторию с оборудованием, используемым для вакуумной сушки.

Animal protein – превратившиеся в коричневые гранулы, которые фермеры могут высаживать на своей земле.

На финальном этапе разработки, после пропуска через измельчающую машину, он приобретает совершенно иную консистенцию. На следующий день доктор Гхарегани полетит в Объединенные Арабские Эмираты, чтобы встретиться с Полом Смитом, который присоединился к материнской компании Aquagrain 11 лет назад как глава группы разработок, чтобы подготовить продукты компании к инвестициям.

Собирать средства стало труднее во время пандемии, когда международные поездки были ограничены, а правительство Великобритании перенаправило финансирование DfID (Министерства международного развития) от Innovate UK, национального агентства по инновациям Великобритании. Хотя Aquagrain и был изобретен в Англии, компании пришлось искать инвестиции за пределами страны.

Смит в настоящее время управляет пилотным проектом стоимостью 2,3 миллиона евро в Абу-Даби, поддерживаемым фондом НИОКР в 25 миллионов евро, принадлежащим ADQ, инвестиционной и холдинговой компании, расположенной в Абу-Даби. Создатель Aquagrain Арджоманд Гхарегани позирует для фото на капустном поле в Аль-Айне.

Влияние на продовольственную безопасность

ОАЭ, одна из самых жарких и сухих стран мира, инвестирует в такие инновации, как вертикальное земледелие и климатически устойчивые культуры, для обеспечения собственного продовольствия с 2008 года, когда запрет на экспорт риса из Индии вызвал панику и инфляцию цен на продукты. Федеральное правительство надеется, что к 2050 году половина продуктов, потребляемых эмиратами, будет производиться на местном уровне (сейчас всего 20 процентов), что обеспечит защиту от дальнейших продовольственных потрясений, вызванных более частыми климатическими событиями, влияющими на цепочки поставок, от риса и пшеницы до трав и цветов.

Aquagrain способен решить сразу несколько задач:

• Противостоять опустыниванию
• Снизить потребность в синтетических удобрениях, способствующих деградации почвы
• Повторное использование отходов убойных предприятий

«В некоторых развивающихся странах мертвые животные сбрасываются в пустыню или отправляются на свалки, что может генерировать метан или загрязнять подземные воды», — рассказывает Смит. ОАЭ, одна из самых жарких и сухих стран мира, продолжает инвестировать в такие инновации, как вертикальное земледелие и климатически устойчивые культуры для обеспечения собственного продовольствия с 2008 года.

Смит видит широкие перспективы применения этой технологии по всему миру, от Австралии до Калифорнии, поскольку фермеры стремятся выполнить требования водных властей, требующих сокращения заборов воды из рек – Aquagrain удерживает влагу в 30 раз больше своего веса, связывая почву, что позволяет сократить необходимое количество воды для выращивания.

Испытания компании показывают, что оно сокращает потребность в поливе и на 50%. Aquagrain уже сотрудничает с заинтересованными сторонами, от фермеров в Нигерии до супермаркетов в Великобритании, которые хотят повторно использовать рыбные отходы для выращивания еды и цветов.

Результаты испытаний в Нигерии

В Нигерии профессор Аднан Амин, агроном и биоинженер, работает в тех частях страны, где фермеры полностью покидают свои земли из-за значительного снижения плодородия почвы, которое делает невозможным выращивание. Профессор Амин, происхождение которого связано с земледельцами, и владеющий своим участком земли, проводит испытания Aquagrain с студентами в рамках их учебного процесса в университете Байеро в Кано на северо-западе Нигерии.

«Фермеры теряют свои средства к существованию, из-за этого мы настаиваем на применении принципов регенеративного сельского хозяйства в стране. А использование органических минеральных средств, таких как Aquagrain, — это одна из составных частей данного решения», — поясняет профессор Амин.

В январе 2022 года профессор Амин протестировал Aquagrain на кукурузе и амаранте. Результаты были впечатляющими: использование умеренного количества Aquagrain дало урожай выше на 180 процентов по сравнению с испытаниями без удобрений. Однако стоимость Aquagrain может быть слишком высокой для фермеров, занимающихся производством таких культур, как кассава и сорго, но профессор Амин видит его применение для экспортных культур, таких как органический земляной орех и гибискус, которые могут иметь значительно более высокую рыночную цену.

Рабочая бригада использует ротационное оборудование для распределения Aquagrain на уровне корней перед пересадкой лука на испытательные грядки. В производственном помещении в Нидеме доктор Гхарегани открывает большой белый мешок с коричневыми гранулами, который на удивление по запаху близок к корму для собак. Это остатки животных, полученные на фермах и убойных предприятиях после обработки и удаления всех патогенов.

Доктор Гхарегани смешивает этот продукт с суперабсорбирующим полимером, который разлагается в почве после завершения одного цикла роста, оставляя лишь органические вещества. За машинами он открывает морозильник, в котором помещена картонная коробка с ледяной массой розовых рыбьих скелетов. Это поставка от крупной сети супермаркетов Великобритании под названием Morrisons, которая стремится уменьшить отходы на своих рыбных фабриках на северо-востоке.

Доктор Гхарегани работает над индивидуальной версией Aquagrain, готовой попробовать Morrisons в ближайшее время, превращая рыбий мусор в удобрения для декоративных растений и трав. Он надеется, что испытания в ОАЭ смогут увеличить объемы производства Aquagrain. Компания уже ведет переговоры с соседними странами об экспорте своей технологии.

По данным ООН, каждый год растет напряженность из-за природных ресурсов и принудительная миграция фермеров. «Проект такого масштаба, который может обратить этот процесс вспять, окажет значительное влияние», — говорит он.