Как удерживать воду в пустыне: учёные создали «живой песок», который в 28 раз эффективнее благодаря бактериям и грибам

В лабораторных условиях вода проходила гораздо медленнее через колонну песка, взятого из дюн Аль-Айна в Объединённых Арабских Эмиратах. Её сдерживали сети волокон, созданные микроорганизмами: обработка, развившаяся непосредственно между зернами, снизила проницаемость примерно на 83%, тогда как добавление слоёв бактериальной наноцеллюлозы, уже произведённых, снизило её более чем на 96%. В последнем случае вода проходила через материал примерно в 28 раз медленнее, чем через песок, который остался без изменений.

Это так называемая «живой песок», изучаемая учеными Khalifa University в Абу-Даби и Empa, Швейцарскими федеральными лабораториями по науке и технологиям материалов. Исследование, опубликованное в Carbohydrate Polymers, появилось онлайн 8 сентября 2025 года; Empa позднее представила его в августе 2026 года как возможный первый шаг к песочным материалам, более устойчивым к эрозии и способным лучше сохранять воду. Первый шаг, собственно. Пока никто не выращивал помидоры между дюнами.

Микроскопическая сеть связывает зерна

Проблема песка весьма конкретна. Зерна немного сцеплены; вода быстро просачивается через промежутки между ними, и не хватает той органической составляющей, которая позволяла бы плодородной почве поддерживать сложные сообщества микроорганизмов и растений.

Исследователи пытались изменить эту структуру, используя три штамма микроорганизмов. Два из них — штаммы гриба Schizophyllum commune; третий — бактерия Komagataeibacter medellinensis, способная производить наноцеллюлозу. В процессе роста грибы и бактерии образуют волокна, пересекающие промежутки между зернами и создающие микроскопические связи. Изображения в электронном микроскопе демонстрируют сеть, прикрепляющуюся к поверхности песка, почти как крошечная биологическая броня.

Бактерия дала лучшие результаты по сцеплению: её наноцеллюлоза сформировала достаточно компактную структуру, чтобы образцы можно было резать и, в некоторых случаях, сохранять форму даже в воде. Материалы, полученные грибами, оказались более хрупкими.

Двадцать восемь раз медленнее не означает двадцать восемь раз больше воды

Число 28 относится к проницаемости: оно описывает, насколько медленнее вода проходит через песчаную структуру, в которую были внедрены листы бактериальной наноцеллюлозы, произведённые отдельно, своего рода биологический геотекстиль.

Количество воды, фактически удерживаемой материалом, возросло намного слабее. В испытаниях способность удержания повысилась с 20,17% песка-контроля до 25,53% в наилучшем варианте с наноцеллюлозой, выращенной прямо между зернами. Значимое увеличение, по статистическому анализу авторов, но довольно далёкое от идеи песка, который сохраняет в 28 раз больше воды.

Также «шесть раз», связанное с обработкой прямым воздействием микроорганизмов на скорость фильтрации воды. Проницаемость снизилась с 1,05 × 10⁻⁴ м/с у обычного песка до 1,81 × 10⁻⁵ м/с в модифицированном материале: примерно в шесть раз. Испытания по проницаемости проводились на песчаных колоннах в лаборатории, три повторения на конфигурацию.

Растения пока не вошли в эксперимент

Исследование останавливается до перехода к решительным шагам по сельскому хозяйству в пустыне. Авторы изучили структуру, прочность, сцепление, проницаемость и способность удерживать воду. Они не измеряли урожайность культур, прорастание, полив на полевых условиях или выживаемость растений на обработанных почвах.

Empa указывает как следующий шаг именно эксперименты в теплицах или в контролируемых условиях на полях, необходимые для понимания того, действительно ли изменение песка может способствовать росту растений. Также потребуется оценить питательные вещества, долговечность биологических структур, поведение при экстремальных температурах и возможность применения системы на больших площадях за пределами лабораторных труб.

Авторы также предполагают, что в будущем микроорганизмы можно будет кормить за счёт сырья из отходов, например сахаров пищевых отходов или питательных веществ, получаемых из зелёных отходов. Это возможность, обозначенная для развития технологии, а не решение, которое уже опробовано в пустынях.

Пока результат состоит в небольшой горсти песка, модифицированного в лаборатории: зерна держатся вместе легче, и вода уходит дольше. Прежде чем назвать это почвой для сельского хозяйства, ещё не наступила та довольно важная часть, когда что-то действительно сможет вырасти.