Их аналогов в мире нет. «Впервые о таких почвах заговорили в 1960–1970 годах с развитием космической отрасли. Уже тогда существовала программа полетов на Марс. Перед учеными стояла задача создать замкнутую систему жизнеобеспечения экипажа, одной из составных частей которой была организация специальных оранжерей для выращивания овощей и зелени. Обычная земля для этих целей не подходила. Под руководством академика Владимира Сергеевича Солдатова, он и сейчас трудится в нашем институте, был разработан первый ионитный субстрат, насыщенный всеми питательными микро- и макроэлементами, необходимыми для роста растений, который доказал свою эффективность в эксперименте. В течение года три человека жили в герметическом помещении, имитирующем кабину космического корабля, выполняя ряд заданий. Одно из них касалось выращивания зелени в оранжерее. Тогда с небольшой грядки удалось получить десять урожаев. Работы проводились под грифом «секретно». После развала СССР про искусственные почвы забыли. Интерес к ним вернулся лишь в последние годы», – говорит заведующий лабораторией ионного обмена и сорбции Института физико-органической химии НАН Беларуси Евгений Косандрович (на фото со старшим научным сотрудником Ларисой Шаченковой в оранжерее).

Уже в наши дни был создан ряд новых рецептур искусственных почв, основанных на использовании современных полимерных материалов-ионитов, которые сегодня применяются для очистки воды на ТЭС и в бытовых фильтрах для удаления солей жесткости.

Ионитный субстрат выпускается в виде волокон и гранул под маркой «Биона». В ходе экспериментов он показал свою эффективность и безопасность для растений. Ученые выращивали на нем картофель, томаты, перцы, патиссоны, обычную траву – рассада отличалась здоровьем и хорошо развитой корневой системой. «Все питательные вещества, которые содержатся в ионите, химически связаны с ионитом и при поливе не вымываются из почвы в отличие от классических удобрений. Растение имеет возможность взять все, что ему необходимо, и в каких нужно количествах, но для этого оно вынуждено выделять метаболиты, что стимулирует рост корневой системы. Поэтому такая рассада даже на постоянном месте хорошо приживается и развивается за счет того, что на ранней стадии получала все необходимые питательные вещества. При этом ей не грозит ни передозировка элементами питания, ни прикорневые ожоги, ни болезни, потому что искусственная почва стерильна», – поясняет Евгений Генрихович.

Ионитные субстраты используются в высокотехнологичном сельском хозяйстве для получения элитного посадочного материала. Обычно клоны выращивают в стерильных условиях, поэтому, когда их высаживают из пробирок на постоянное место, они плохо приживаются и часто болеют. На этом этапе погибает половина растений. Использование искусственной почвы позволяет избежать проблемы.

«Биона» нашла свое применение и в быту: несмотря на высокую цену, ее охотно покупают фермеры, цветоводы и дачники. Так как почва насыщена всеми необходимыми растениям питательными веществами, о подкормках можно забыть, остается только заботиться о своевременном поливе и освещении. К тому же продуктивность ионитного субстрата в 30 раз выше, чем самой плодородной земли. «Американский изобретатель Илон Маск мечтает колонизировать Марс и собирается в будущем отправлять туда экспедиции. Поэтому в перспективе потребуются полетные варианты почв в виде волокнистых ионитов, которые позволяют выращивать растения на борту космического корабля даже в условиях невесомости. В этом случае выполняются три основные функции: решается продовольственная проблема, работа в оранжерее снимает эмоциональную напряженность, характерную для человека, который длительное время находится в замкнутом пространстве, также растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Искусственная почва в гранулах для полетов не подходит, потому что в состоянии невесомости частички разлетаются и могут попасть в органы дыхания, но она пригодится для оранжерей, построенных на лунных или марсианских станциях. Две тонны нашего продукта, перемешанного с тем же лунным грунтом, могут дать 10 тонн различной зелени. А когда почва со временем истощится, ее можно «зарядить» заново, как аккумулятор, и использовать повторно. Гидропоника – способ выращивания растений на искусственных средах без почвы, когда зелень получает питание из специального раствора, окружающего корни, проигрывает по многим параметрам, потому что она подразумевает под собой большое количество аналитической аппаратуры, а сбой одного элемента выводит из строя всю систему», – отмечает Е. Косандрович.