В 2025 году РНФ выделил грант ученым ОмГПУ на проект «Управление сообществами дождевых червей для секвестрации органического углерода и улучшения плодородия почв Омской области в условиях распространения инвазивных видов». Обозреватель еженедельника «Коммерческие вести» Анастасия ИЛЬЧЕНКО встретилась с руководителем проекта, ведущим научным сотрудником научно-исследовательской лаборатории систематики и экологии беспозвоночных ОмГПУ, кандидатом биологических наук Еленой ГОЛОВАНОВОЙ и узнала, когда и почему в нашем регионе появились инвазивные (чужеродные) виды дождевых червей, какие из них повышают плодородие почв и зачем ученым система анализа почвенного дыхания.
– Елена Васильевна, в последние годы омские ученые довольно часто обращаются к теме дождевых червей. Давно ли вы занимаетесь их исследованием?
– Я начала изучать дождевых червей в 1999 году, когда поступила в аспирантуру ОмГПУ. С ними связана тема моей кандидатской диссертации. В ходе работы над ней обнаружила, что Западная Сибирь – это большое белое пятно в плане изучения дождевых червей. Между тем, их исследование имеет весомое практическое значение, ведь дождевых червей называют инженерами экосистемы: они создают структуру почв, пространства, где живут микроорганизмы, влияют на растительность, химические, физические и механические показатели почв. В этом году мы получили уже третий грант на исследования дождевых червей.
– Расскажите о первых двух. Что изучали?
– Первый грант мы получили в 2014 году. Он касался генетики дождевых червей. В 2018-м РФФИ нам выделил грант на исследование распространения инвазивных видов дождевых червей, а в 2022-м РНФ – на их влияние на почвы. В результате работы мы обнаружили, что дождевые черви разных видов по-разному влияют на органические вещества почв. И возникла идея продолжить тему. В ходе текущей научной работы нам предстоит выявить, какие виды дождевых червей влияют на высвобождение органического углерода, а какие, наоборот, его закрепляют в почве, как они воздействуют на структуру почв, на органическое вещество. Мы хотим создать технологию, которая позволит использовать определенные виды червей для получения нужного результата.
– О каком результате речь?
– Нам требуются плодородные почвы, уменьшение парникового эффекта и т.д. И под данные параметры можно формировать сообщества дождевых червей.
– В названии вашей работы указаны именно инвазивные виды червей, т.е. пришедшие к нам из других мест. Почему именно о них речь?
– В равнинной части Западной Сибири обитает только один аборигенный вид дождевых червей Eisenia nordenskioldi. Он распространен по всей Сибири, на части европейской территории России. Однако из-за изменения климата и уровня промерзания почв у нас стали закрепляться и другие виды дождевых червей. Еще во времена строительства Транссиба появился пашенный червь. Если в 1997 году его обнаруживали только на приусадебных участках и полях, то в этом году вышла статья, в которой отмечено, что данный вид распространен во всех без исключения естественных местах обитания червей в Юго-Западной Сибири. Сейчас на наших полях он зачастую живет единолично.
– Вытеснил аборигенов?
– Да, аборигенный вид остался практически только на севере. Только начиная с зоны подтайги они еще встречаются вместе. Также с гор Алтая по Иртышу и его притокам к нам прибывают местные эндемики. В последние 30 лет они широко распространились до северной лесостепи. Видимо, сейчас у нас уровень промерзания почв соответствует тому, который был три десятилетия назад на Алтае. Раньше они не могли перезимовать, а сейчас легко выживают в наших условиях. Практически весь юг Омской области представлен этими видами вместе с пашенным червем. Сегодня мы живем в другой реальности, и исследования, которые проводились 20–30 лет назад, становятся не актуальными. И повлиять на ситуацию – ограничить распространение видов – мы не можем, поскольку достаточно даже одной особи для начала популяции, ведь черви – гермафродиты и могут размножаться партеногенезом.
– Какой из этих видов больше полезен для секвестрации углерода?
– Это как раз вопрос нашего научного исследования. Секвестрация, т.е. закрепление, связывание углерода, когда он не уходит из системы, может зависеть от типа почв. Эксперимент, который мы завершили в этом году, показал, что малый красный выползок, который пришел к нам из Европы, закрепляет углерод, а пашенный червь, наоборот, способствует его выходу (минерализации) из системы. А у нас во всех экосистемах распространен как раз пашенный червь, т.е. вид, по сути, способствующий уменьшению плодородия почв и увеличению парникового эффекта.
– В вашем исследовании будут рекомендации, как изменить ситуацию?
– Да, мы планируем оформить патент на технологию, в которой будет описано, какие виды нужно использовать и как.
– Как быстро может измениться химический состав почв?
– По нашим данным, трех месяцев достаточно для серьезных изменений, когда используются только аборигенные или инвазивные виды, а также их сочетания. В природе мы имеем дело, как правило, с сочетаниями: практически в каждом лесу или огороде обитают несколько видов. От того, какие входят в группу, меняется влияние. Иногда на диаметрально противоположное.
– Как биологи смотрят на искусственное изменение состава почв? Насколько оно целесообразно и экономически выгодно?
– Естественные многовидовые экосистемы наиболее гармоничны. В них нет уменьшения плодородия или резкого увеличения, есть баланс, потому что все экологические ниши поделены и каждый вид выполняет свою функцию. Когда мы меняем условия, часто остается один вид червей, который выполняет лишь одну функцию. Все лучшие технологии – это возвращение к тому, что было до того, как человек вмешался. Но даже если просто оставить пожнивные остатки на поле, то через некоторое время придут черви, которые будут их разлагать.
– О каком времени речь?
– Когда мы говорим о естественных процессах, то это всегда годы и десятилетия. При искусственном заселении полей дождевыми червями иногда достаточно сезона. Но с точки зрения экономики ни одно органическое удобрение не восстанавливает баланс веществ, поскольку дается в иной форме, чем в естественной экосистеме. Я не призываю всех к органическому земледелию. При нашем интенсивном сельском хозяйстве оно себя не оправдывает, внесение удобрений нужно. Но параллельно надо восстанавливать экосистемы почв. Это поможет уменьшить парниковый эффект и увеличить плодородие.
– Какой процент времени в ваших исследованиях занимают полевые работы?
– Примерно половину. В октябре у нас состоялась экспедиция на Алтай, где мы буквально из-под снега собирали последние популяции для лабораторных экспериментов. А в Омской области осенью разбирали в четырех лесах полевые эксперименты, а также семилетний эксперимент, заложенный еще в 2019 году. Работа это непростая. Нужно было извлечь из земли 50 метровых труб диаметром 25 сантиметров. Сейчас экспедиции закончились, и мы начали закладку лабораторных экспериментов. Взвесили, измерили червей, заложили разные варианты и затем еженедельно разбираем, исследуем почвы. Оставшееся время мы обрабатываем данные, анализируем их, пишем научные статьи.
– На что собираетесь потратить средства гранта?
– Грант рассчитан на три года. Ежегодно нам будет выделяться по 6,7 млн рублей. Все финансирование от региона (это половина суммы) пойдет на оборудование. Мы приобретем систему автоматического мокрого просева. Она нам очень нужна, ведь если обрабатывать все необходимые для гранта пробы вручную, потребуется лет 15. Еще закажем систему анализа почвенного дыхания. Она поможет определять, какая часть углерода выходит из системы, т.е., по сути, устройство определяет дыхание микроорганизмов, которые разлагают органическое вещество и выделяют углекислый газ. Стоимость системы – около 3 млн рублей. Кроме того, средства будут вкладываться в экспедиции, участие в международных конференциях.
– Елена, вы свои знания о дождевых червях применяете в быту?
– Безусловно, на даче. На нашем участке 12 видов дождевых червей. Соблюдать баланс несложно. Не стоит сжигать листву, компостная куча – место максимального разнообразия видов. Также лучше разумно использовать пестициды. Да, без них сложно избавиться, например, от грибка, но не стоит без острой необходимости применять средства, которые уничтожают насекомых, ведь иногда одной обработкой вы убиваете целую популяцию опылителей. Я абсолютно против гербицидов. Во-первых, они не так сильно помогают избавиться от сорняков, во-вторых, почти всегда вместе с сорняками погибают деревья, например, яблони.
– Вы за экологичное земледелие?
– За комбинированное. Знаете, никто ведь не отрицает, что рентген – это хорошее изобретение, но вы же не станете делать его каждый месяц (улыбается). Есть методы, которые опасны для экосистемы, и, используя их, всегда нужно взвешивать пользу и вред.
Биография
Елена Васильевна ГОЛОВАНОВА
Кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории систематики и экологии беспозвоночных ОмГПУ
Елена Васильевна ГОЛОВАНОВА родилась 5 сентября 1977 года в Омске. В 1994 году окончила лицей №66 и поступила в ОмГПУ на химико-биологический факультет. В 1999 году получила диплом и поступила в аспирантуру ОмГПУ по специальности «экология». С 2000 года преподает в ОмГПУ. В 2003 году защитила кандидатскую диссертацию. С 2018 года – научный сотрудник ОмГПУ. С 2008-го по 2021-й работала зоологом на экологических изысканиях в ЗАО «Пирс», в частности, перед Зимними Олимпийскими играми в Сочи рассчитывала ущерб, который нанесет строительство многообразию птиц в Имеретинской низменности. С 2024 года – ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории систематики и экологии беспозвоночных ОмГПУ. С 2022 года преподает в ОмГУ им. Достоевского.
Фото © из архива Елены ГОЛОВАНОВОЙ