Сельское хозяйство сталкивается с большими экологическими и агротехническими вызовами, связанными с использованием традиционных минеральных удобрений. Большая их часть быстро растворяется в почве, вымывается при поливе и попадает в водоемы, вызывая цветение воды и гибель экосистем.
Ученики Политехнической школы под руководством ученых Пермского политехнического университета предложили решение этой проблемы — удобрение нового поколения, которое не только эффективнее питает растения, но и минимизирует вред для природы.
Как отмечают исследователи, традиционные удобрения, содержащие азот и фосфор, вымываются из почвы уже после первых поливов, что приводит к дополнительным расходам аграриев и загрязнению окружающей среды. Новый продукт решает эти проблемы благодаря особому составу, включающему струвит — природный минерал, содержащий магний, азот и фосфор.
«Наше удобрение включает три ключевых компонента, — поясняет Илья Белянин, участник проекта, ученик 11 класса Политехнической школы. — Минеральная основа — это струвит, органическая часть представлена торфом с гуминовыми веществами, а биологическая составляющая включает полезные бактерии, улучшающие усвоение питательных веществ».
Ученые разработали две модификации удобрения, каждая из которых обладает уникальными свойствами. Первый вариант содержит азотфиксирующие бактерии, помогающие растениям усваивать азот из воздуха. Второй тип включает микроорганизмы, повышающие доступность фосфора в почве, а также цеолит — минерал, который улучшает структуру грунта и связывает вредные вещества, такие, как тяжелые металлы.
«Цеолит позволяет сократить количество торфа в составе, сохраняя при этом прочность гранул, — добавляет студентка магистратуры ПНИПУ, наставница проекта Елена Шергина. — Это особенно важно для культур, требующих больше минеральных, чем органических компонентов. Кроме того, цеолит разрыхляет почву и нейтрализует токсины».
Технология производства нового удобрения также отличается от традиционных методов. Стандартные способы получения струвита требуют избытка химических реагентов, а выход полезного вещества не превышает 90%. Ученые Пермского Политеха использовали модифицированную методику, которая обеспечивает почти 100%-й выход продукта без лишних затрат.
«Наша технология не только экономична, но и экологична, — подчеркивает Юлия Кузнецова, руководитель проекта, доцент кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ. — Полученный струвит лучше усваивается растениями и действует дольше, что снижает необходимость частого внесения удобрений».
Себестоимость производства нового удобрения составляет 64 руб. за килограмм для первого типа и 151 руб. — для второго. Несмотря на разницу в цене, оба варианта оказываются дешевле зарубежных аналогов, стоимость которых может достигать 1 500 руб. за килограмм. Отечественные аналоги, хотя и дешевле, требуют значительно больших дозировок — до 750 кг на гектар против 200 кг у новой разработки.
Сейчас на рынке нет прямых конкурентов с аналогичными характеристиками, заявляют в институте. Уже созданы образцы удобрения первого типа, а в ближайшее время ученые планируют завершить работу над второй модификацией. Следующим этапом станут испытания на растениях, которые позволят оценить эффективность продукта в реальных условиях.
