Мохамед Хиджре
671,093 views • 13:41

Для начала я хочу задать вам вопрос. Кто-нибудь из вас знаком с проблемой сине-зелёных водорослей? Многие знают, что это. Я думаю, все согласятся, что это довольно серьёзный вопрос. Никто не хочет пить воду, загрязнённую синими водорослями или плавать в озере, кишащем синими водорослями. Ведь так?

Я надеюсь, вы не разочаруетесь, но сегодня я не буду говорить о сине-зелёных водорослях. Вместо этого я расскажу о главной причине, которая лежит в основе этой проблемы. Я буду на неё ссылаться, как на фосфорный кризис. Почему же я сегодня решил поговорить с вами о фосфорном кризисе? По той простой причине, что никто другой не говорит об этом. И я надеюсь, что к концу моей презентации, общественность будет более осведомлена об этом кризисе и этом вопросе.

Если я спрошу, почему мы оказались в этой ситуации загрязнения сине-зелёными водорослями, окажется, что причина заключается в том, как мы обрабатываем землю. Мы используем химические удобрения в сельском хозяйстве. Почему мы используем химические удобрения в сельском хозяйстве? В основном для ускорения роста растений и получения лучшего урожая. Проблема в том, что это приводит к беспрецедентной экологической проблеме.

Прежде чем продолжить, позвольте мне провести ускоренный курс ботаники. Что же необходимо растению для роста? Растению необходим свет, ему необходим CO2, но что более важно, ему нужны питательные вещества, которые оно черпает из почвы. Некоторые из этих питательных веществ содержат важные химические элементы: фосфор, азот и кальций. Корни растения будут добывать эти элементы.

Сегодня я сосредоточусь на основной проблеме, связанной с фосфором. Почему именно фосфор? Потому что он является самым проблемным химическим элементом. К концу моей презентации вы увидите, что это за проблемы, и где мы находимся в их решении.

Фосфор — это химический элемент, необходимый для жизни. Это очень важно. Я бы хотел, чтобы все поняли, в чём заключается фосфорная проблема. Фосфор является основным элементом некоторых молекул, многих наших жизненных молекул. Эксперты в этой области знают, что клеточное взаимодействие основано на фосфоре, фосфорилировании, дефосфорилировании. Клеточные мембраны основаны на фосфоре. Они называются фосфолипидами. Энергия во всех живых существах, АТФ, основана на фосфоре. И что до сих пор важно — фосфор является основным элементом ДНК, о чём знают все. Это показано на этом изображении. ДНК является нашим генетическим наследием. Чрезвычайно важно, я повторюсь, что фосфор является главным элементом.

Где мы можем обнаружить фосфор? Будучи людьми, где мы его находим? Как я объяснил ранее, растения получают фосфор из почвы, через воду. Мы, люди, получаем его из продуктов питания: растений, овощей, фруктов, а также из яиц, мяса и молока. Это правда, что некоторые люди питаются лучше других. Одни счастливее других. Рассматривая это изображение, которое говорит само за себя, мы видим современное сельское хозяйство, которое я отношу к интенсивному земледелию. Интенсивное земледелие основано на использовании химических удобрений. Без них нам бы не удавалось производить достаточное количество еды, чтобы прокормить население всего мира. На данный момент на Земле живёт 7 миллиардов людей. Менее чем через 40 лет нас будет 9 миллиардов. И вопрос прост — есть ли у нас достаточное количество фосфора, чтобы прокормить будущие поколения?

Для того чтобы понять эту проблему, нужно понимать, откуда мы берём фосфор. Я объясню. Но сначала давайте представим, что мы используем 100% имеющегося количества фосфора. Всего лишь 15% из этих 100% уходит растениям. 85% теряются. Они уходят в почву, завершая свой путь в озёрах, где скапливается лишний фосфор, и появляются сине-зелёные водоросли. Тут есть проблема, что-то нелогично. Используется 100% фосфора, но только 15% уходит растениям. Вы скажете мне, что это нерасчётливо. Да, так и есть. Но хуже то, что это очень дорого стоит. Никто не хочет выбрасывать свои деньги на ветер. Но, к сожалению, именно это и происходит сейчас. 80% каждой порции фосфора исчезает. Современное сельское хозяйство основано на фосфоре. Чтобы доставить 15% фосфора растению, потеряв остальное по пути, мы должны добавлять больше и больше.

А откуда мы будем брать фосфор? В основном мы получаем его из шахт. Это обложка необычной статьи, напечатанной в журнале «Nature» в 2009 году, которая запустила процесс обсуждения фосфорного кризиса. Фосфор — жизненно необходимое вещество — становится всё более дефицитным. И всё же никто об этом не говорит. Но все соглашаются. Политики и учёные соглашаются, что мы находимся в фосфорном кризисе.

То, что вы здесь видите, — это открытая шахта в США. Чтобы вы представили размеры этой шахты, посмотрите в правый верхний угол. Этот маленький кран, который вы видите, на самом деле гигантских размеров. Он находится в перспективе. Значит, мы получаем фосфор из шахт. Если сравнить это с нефтью, то мы обсуждаем нефтяной кризис. Мы говорим о глобальном потеплении, но при этом мы никогда не упоминаем фосфорный кризис. Возвращаясь к нефтяной проблеме — мы можем заменить нефть. Мы можем использовать биотопливо или солнечную энергию, или гидроэнергию. Однако фосфор — жизненно необходимый элемент, который мы не можем заменить.

В каком состоянии сейчас находятся мировые фосфорные резервы? Этот график показывает, где мы находимся сейчас. Чёрная линия отображает предсказания состояния резервов фосфора. В 2030 году мы достигнем пика. К концу столетия он полностью исчезнет. Пунктирная линия показывает наше сегодняшнее состояние. Линии пересекаются в 2030 году. К тому времени я уйду на пенсию. Но мы идём навстречу серьёзному кризису, и я хочу, чтобы люди были осведомлены об этой проблеме.

Есть ли у нас решение? Что мы должны делать? Мы видим парадокс. Доступно всё меньше и меньше фосфора. К 2050 году нас будет 9 миллиардов. По словам Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН, в 2050 году нам необходимо будет производить вдвое больше пищи. У нас будет меньше фосфора, но нам нужно будет производить больше еды. Что же мы должны делать? Это и правда парадоксальная ситуация. Есть ли у нас решение или альтернатива, которая позволит нам оптимизировать использование фосфора?

Помните, что 80% суждено быть потерянными. Решение, которое я предлагаю, существовало очень давно, даже раньше, чем на Земле появились растения. Это микроскопические грибы. Они очень загадочные, очень простые и в то же время чрезвычайно сложные. Я очарован этими маленькими грибами больше 16 лет. Они заставили меня продолжить моё исследование и использовать их в качестве модели для моих лабораторных исследований.

Эти грибы существуют в симбиозе с корнями. Под симбиозом я подразумеваю двунаправленное и взаимовыгодное объединение, которое также называется микори́за. На этом слайде показаны составные части микоризы. Вы смотрите на корень пшеницы — одного из самых важных растений в мире. Обычно корень самостоятельно находит фосфор. Он будет искать фосфор только в пределах одного миллиметра вокруг него. Дальше одного миллиметра поиск неэффективен. Он не может искать дальше одного миллиметра. Теперь же представьте этот маленький, микроскопический гриб, Он растёт намного быстрее и намного лучше приспособлен для обнаружения фосфора. Он может найти фосфор дальше одного миллиметра за пределами корня.

Я даже ничего не изобрёл, дело в биотехнологии, которая существовала 450 миллионов лет. Этот гриб эволюционировал и приспособился к поиску даже мельчайших следов фосфора и доставке его растению. То, что вы здесь видите, в реальности является корнем морковки и грибом с тонкими волокнами. Если присмотреться, можно увидеть, что этот гриб очень легко проникает в растение. Он будет расти между корневыми клетками, в конечном счёте проникая в клетку и начиная образовывать типичную арбускулярную структуру, которая значительно увеличит взаимодействие между растением и грибом. Именно через эту структуру будет происходить взаимный обмен. Это беспроигрышная сделка для обоих сторон. Я даю тебе фосфор, а ты меня кормишь. Настоящий симбиоз.

Теперь давайте добавим растение микоризы в диаграмму, которую я показывал раньше. И вместо использования 100% порции уменьшим её до 25%. Вы обнаружите, что бо́льшая часть этих 25% уйдёт растению, то есть больше 90%. Очень маленькое количество останется в почве. Это абсолютно естественно. Более того, в некоторых случаях нам даже не нужно добавлять фосфор.

На ранее показанных графах видно, что 85% фосфора теряется в почве, и растения не способны получить к нему доступ. Даже находясь в почве, он находится в нерастворимой форме. Растение может найти только растворимые формы. Грибы же способны расщеплять эти нерастворимые формы и сделать их пригодными для использования растением. В подтверждение моих слов — изображение, которое говорит само за себя. Это испытания в поле со́рго. Слева вы видите урожай, произведённый традиционным способом — порция 100% фосфора. С другой стороны — порция была уменьшена до 50%. Просто посмотрите на урожай. Используя всего лишь половинную порцию, мы получили лучший урожай.

Этот метод действительно работает. В некоторых случаях, например, на Кубе, в Мексике и Индии можно уменьшить порцию до 25%. А в некоторых случаях вообще нет необходимости добавлять фосфор благодаря тому, что грибы так хорошо приспосабливаются к поиску фосфора и получению его из почвы. Примером может служить соевое производство в Канаде. Микориза использовалась на одном поле, но не на другом. Тут синий отображает лучший урожай, а жёлтый — худший. Чёрный прямоугольник показывает участок, в который добавили микоризу. Другими словами, как я уже сказал, я ничего не изобретал самостоятельно. Микориза существует 450 миллионов лет и она даже помогла разнообразить современные виды растений.

Это не какой-то опытный образец из лаборатории. Микориза существует, она работает. Она производится промышленно и коммерциализована по всему миру. Проблема в том, что люди не знают об этом. Фермеры до сих пор не знают об этой проблеме. У нас есть работающая технология, и при правильном использовании она снимет часть давления, которое мы оказываем на мировые запасы фосфора.

И в заключение, я — учёный и мечтатель. Я очень увлечён этой темой. Так что если вы меня спросите, какая моя мечта после пенсии, которая как раз придёт к моменту пика фосфорной проблемы, я отвечу: «Произведено микоризой». И чтобы мои дети и внуки покупали продукты с такой надписью.

Спасибо за внимание.

(Аплодисменты)