Столкнувшись с деградацией сельхозземель из-за переуплотнения почвы, немецкие исследователи из Института Тюнена и Кассельского университета провели интересный биомиметический эксперимент: они пробурили в полях тысячи микроскопических шахт, имитирующих ходы дождевых червей. Результаты превзошли все ожидания ученых, доказав, что искусственная перфорация способна творить чудеса с урожайностью зерновых даже в самые засушливые годы.
Проблема критического переуплотнения пахотных земель сегодня вышла на общеевропейский уровень. По официальным данным Института Тюнена, примерно 51 процент пахотных почв Германии демонстрируют явные признаки опасного уплотнения профиля. Из-за веса многотонных тракторов и комбайнов непосредственно под плужным слоем образуется так называемая грунтовая подошва — плотный спрессованный пласт, который блокирует естественные процессы циркуляции.
При этом именно в глубокой подпочве скрыты ценные ресурсы для выживания агрокультур. Растения способны извлекать из глубоких слоев до 65 процентов необходимой им влаги и от 10 до 70 процентов жизненно важных питательных веществ. В периоды сильной засухи, когда верхний слой почвы превращается в сухую корку, уплотнение становится смертным приговором для урожая, ведь корни физически не могут пробиться к спасительным подземным резервуарам. Механическое глубокое рыхление плугами не решает задачу, так как сопряжено с высоким риском еще более сильного уплотнения на глубине.
Для восстановления природной поддержки ученые Элрон Видерманн, Мириам Атманн и Аксель Дон провели уникальные полевые испытания на экспериментальных участках в Шверине и Аденштедте.
Исследователи решили искусственно сымитировать вертикальные каналы, которые в здоровой экосистеме прокладывают глубоководные дождевые черви. На каждом квадратном метре подопытных полей они вручную создали тестовые зоны с плотностью в 50, 100 и 200 искусственных пор. Диаметр каждой такой скважины составлял 10 мм, а глубина достигала 80 см. Почвенные условия в локациях принципиально различались: в окрестностях Шверина эксперимент разворачивался на легкой супесчаной почве, а в Аденштедте — на тяжелом плотном суглинке.
Итоговый анализ собранных данных зафиксировал существенное увеличение урожайности зерновых культур.
Оптимальной оказалась плотность в 100 искусственных пор на квадратный метр. На супесчаной почве возле Шверина это технологическое решение увеличило урожай зерна на 9–15 процентов, что эквивалентно прибавке от 0,72 до 1,14 тонны с одного гектара.
На суглинистых землях Аденштедта прирост оказался скромнее, но также зафиксирован на отметке в 3 процента, дав аграриям дополнительные 0,31–0,39 тонны с гектара.
Наиболее выраженный спасительный эффект от искусственных каналов проявился в засушливый 2025 год — в этот период влияние пор на выживаемость посевов стало значительно заметнее, чем в относительно влажный 2024 год. При этом дальнейшее повышение плотности перфорации свыше 100 пор на метр уже не приводило к росту урожайности, так как полезный эффект постепенно ослабевал и выходил на плато.
Интересно, что поведение корневой системы растений изменило прежние научные представления. В отличие от естественных биопор, оставленных живыми червями, искусственные пластиковые ходы не имели богатой питательными веществами и азотом органической оболочки. Несмотря на это, культурные растения отдали явное предпочтение именно рукотворным пустотам. Корни колонизировали рекордные 86 процентов искусственных пор, в то время как в естественных биопорах они укоренились лишь в 72 процентах случаев.
Внутри созданных человеком туннелей биологи обнаружили феномен множественного укоренения, фиксируя частые пучки из трех и более корней в каждой отдельной поре.
На глубине от 50 до 80 см плотность длины корней внутри искусственных пор увеличилась в среднем на 120 процентов. Не менее важным экологическим фактором оказалось дальнейшее распределение подземной массы. Корни не оставались запертыми внутри искусственных трубок как в ловушке. Пройдя сквозь уплотненную плужную подошву по безопасной траектории, они успешно выходили наружу вглубь подпочвы. Непосредственно под искусственными порами, на глубине от 80 до 100 см, растения формировали мощную, интенсивно разветвленную и свободную корневую сеть, самостоятельно выкачивая воду из нижних горизонтов.
Данная технология открывает принципиально новые горизонты для точного земледелия и конструирования устойчивых профилей почвы в регионах с рискованным земледелием.
Wiedermann, E., Athmann, M. & Don, A. Artificial macropores increase crop productivity through improved root access to subsoils. Plant and Soil (2026).
Источник: Thünen-Institut.