Сегодня - 13.12.2017

Сибирские ученые создали «умные удобрения»

02 августа 2017
 
Для этого специалисты Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» и Сибирского федерального университета использовали таблетки из нитрата аммония в сочетании с биоразлагаемым полимером. Медленно разлагаясь, таблетка постепенно выделяет в почву питательное соединение, что повышает эффективность использования подкормки и снижает нагрузку на окружающую среду. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Agricultural and Food Chemistry.
 
Современное сельское хозяйство невозможно без использования удобрений. Азот — один из элементов, которого часто не хватает для роста и развития растений. Доступного для растений азота в почве обычно мало. Более того, его соединения химически очень подвижны и легко вымываются из почвы. В связи с этим возникает задача разработки таких форм азотных удобрений (например, в виде химических веществ или смесей с наполнителями), которые обеспечивают медленный выход азота и постоянство его концентрации в почве. В настоящее время ученые во всем мире работают над решением этой проблемы.
 
Исследователи ФИЦ КНЦ СО РАН  и СФУ для создания медленно разлагающихся конструкций использовали биоразлагаемый полимер поли-3-гидроксибутират (П3ГБ). По словам руководителя работ, заведующей лабораторией Института биофизики КНЦ СО РАН, профессора Сибирского федерального университета, доктора биологических наук Татьяны Воловой, разработка препаратов нового поколения с использованием биоразрушаемых материалов, которые разлагаются под воздействием микрофлоры до безвредных продуктов и обеспечивают постепенный выход активного начала в почву, является новейшим направлением исследований в области сельского хозяйства. 
 
Стадии разрушения биоразлагаемой таблетки с добавкой нитрата аммония
 
«Ключевым моментом для создания таких препаратов является наличие экологически безопасного и биоразрушаемого материала. Нами разработаны и реализованы технологии синтеза биоразрушаемых полиэфиров микробиологического происхождения, эффективных в качестве материала для изделий биомедицинского назначения, изучены закономерности их разложения в почве и других средах. В рамках гранта Российского научного фонда начато новое экологически ориентированное направление применения этих полимеров —  разработка препаратов для сельского хозяйства», — говорит Татьяна Волова.
 
Для создания «умных удобрений» ученые смешивали порошок биополимера с древесной мукой и нитратом аммония. Полученную массу прессовали в таблетки и использовали в экспериментах с пшеницей. Было протестировано несколько вариантов подкормки растений. Пшеницу выращивали без удобрений, с добавкой чистого нитрата аммония, с применением прессованных таблеток и таблеток, дополнительно покрытых слоем пленки из биополимера. Наилучших результатов удалось добиться при внесении удобрения, упакованного в двойную защиту, когда ядро таблетки, включающее удобрение и П3ГБ (и в некоторых случаях — древесную муку) покрывалось полимерной пленкой. В этом случае за счет медленного разложения пленки и самой таблетки удобрение поступало в почву с относительно стабильной скоростью в течение двух месяцев. Биомасса пшеницы в эксперименте со сложно упакованным удобрением также была максимальной и почти на четверть превышала биомассу пшеницы, выращенной при добавке обычного удобрения.
 
Биомасса пшеницы, выращенной с различными формами удобрения
 
«У таких конструкций два очевидных плюса. Во-первых, после однократного внесения гранул растение обеспечивается удобрением на протяжении нескольких месяцев, что избавляет от необходимости дополнительного внесения питательных добавок. Во-вторых, не происходит загрязнения почвы, грунтовых и поверхностных вод избыточными соединениями азота. Созданные матриксы будут использованы в качестве прототипа сельскохозяйственных препаратов с контролируемым временем выхода удобрений», — пояснил результаты один из авторов исследования, научный сотрудник Института биофизики КНЦ СО РАН, кандидат биологических наук Анатолий Бояндин.
 
Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН
 
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus