Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Чехии разработали новый гидрогель для сельского хозяйства. Его задача — удерживать влагу и удобрения в почве. Отличие нового гидрогеля от других разработок — он сделан полностью из природных компонентов и разлагается в почве на нетоксичные для человека, животных и растений составляющие. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Cleaner Production (IF: 7,246; Q1).
 
 
Фото: Антонио Ди Мартино
 
Гидрогели используют в сельском и лесном хозяйстве для удержания влаги в почве, а ее содержание напрямую влияет на всхожесть семян. Также в них вводят удобрения, а за счет того, что гель не дает удобрениям быстро испаряться, их можно вносить в меньшем объеме.
 
«Благодаря гидрогелям растения нужно реже поливать, и можно использовать меньше удобрений. Это важно для рационального использования пресной воды на планете и снижает вредное воздействие удобрений на почву. Большинство доступных на рынке гидрогелей производят из полиакриламида и полиакрилонитрила. Они не являются полностью биоразлагаемыми, поэтому сами по себе считаются потенциальными загрязнителями почвы. Сами компоненты нетоксичные, но коммерческие разработки содержат остаточные количества акриламида, а это нейротоксичное и канцерогенное вещество. Мы в качестве исходных компонентов использовали белок молочной сыворотки и альгиновую кислоту. Это доступные и натуральные компоненты, они абсолютно нетоксичные. В этом главное преимущество нашего гидрогеля», — говорит один из авторов статьи, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Антонио Ди Мартино.
 
Процесс получения гидрогеля, предложенного авторами исследования, прост: исходные компоненты необходимо смешать в растворе, высушить и спрессовать в виде таблетки. При контакте с жидкостью вещество становится гелеобразным и увеличивается в объеме.
 
 
 
 
«При получении смеси мы также добавляли в нее мочевину — это известное удобрение. С течением времени гидрогель разлагается в почве, за счет чего он постепенно и равномерно высвобождает удобрение. Кроме того, сам по себе гидрогель со временем разлагается до углерода и азота, а ведь азот — это наиболее широко используемый в сельском хозяйстве макроэлемент, важнейший строительный материал для растений. При этом эксперименты в лаборатории показали, что гидрогель после полной отдачи влаги можно использовать еще несколько раз», — отмечает Антонио Ди Мартино.
 
В дальнейшем ученые продолжат эксперименты и поиск новых материалов для контролируемого ввода удобрений в почву.  
В исследовании принимали участие ученые из Университета Томаша Бати в Злине (Чехия), Исследовательского института молочной промышленности (Чехия) и Научно-исследовательского института почв и водосбережения (Чехия).

Похожие новости

  • 20/11/2020

    В Томской области будут создавать технологии для увеличения продолжительности жизни

    Научные организации региона до 2024 года планируют приступить к реализации проекта по персонализированной медицине и биотехнологиям питания в томском научно-образовательном центре (НОЦ) мирового уровня.
    754
  • 10/11/2020

    "Умные" удобрения из отходов горнодобычи предотвратят отравление среды

    ​Технологию производства "умных" удобрений из отходов горнодобывающей промышленности создали ученые Томского политехнического университета (ТПУ). По словам авторов работы, новые удобрения в 1,5-3 раза дешевле аналогов, обеспечивают равномерное питание растений и помогают избежать отравления окружающей среды азотом.
    590
  • 24/06/2021

    Ученые создали гель, который позволит точечно расходовать химикаты и воду в сельском хозяйстве

    Гель из пищевых отходов, который позволит точечно расходовать химикаты и воду в сельском хозяйстве, создали ученые Томского политехнического университета (ТПУ) в составе международного коллектива. По словам авторов, новый материал позволит сделать агропромышленность намного более экономной и экологически безопасной.
    375
  • 21/09/2020

    Как долго работает «прививка» для картошки? Выясняют биологи ТГУ

    Учёные Биологического института ТГУ разработали экологичный способ защиты стратегически важного для России продукта – картофеля – от неблагоприятных факторов: засухи, вирусов, хлоридного засоления и других.
    675
  • 20/08/2019

    Томские ученые нашли альтернативу калийным удобрениям для сельского хозяйства

    ​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) выяснили, что минерал глауконит, запасы которого на территории Томской области огромны, может стать экологически безопасной и эффективной альтернативой традиционным калийным удобрениям для сельского хозяйства.
    1206
  • 14/09/2020

    В Омской области ученые планируют внедрить «умные дороги»

    В Сибирском государственном автомобильно-дорожном университете состоялось заседание Штаба Омского научно-образовательного центра. В заседании приняли участие представители региональных высших учебных заведений (Омский государственный аграрный университет им.
    1089
  • 15/12/2020

    Химики превратили отходы из пластиковых бутылок в сорбент для инсектицидов

    ​​Ученые Томского политехнического университета предложили способ создания сорбента для удаления из воды инсектицида имидаклоприда. Сорбент относится к классу перспективных материалов — металлорганических каркасов.
    698
  • 02/12/2020

    Иркутская межобластная ветеринарная лаборатория провела исследования удобрений, полученных учеными ИРНИТУ в ходе вымораживания осадков шлам-лигнина ОАО «БЦБК»

    ​​Иркутская межобластная ветеринарная лаборатория провела исследования удобрений, полученных учеными ИРНИТУ в ходе вымораживания осадков шлам-лигнина ОАО «БЦБК» на соответствие токсикологическим и агрохимическим показателям.
    717
  • 22/06/2021

    Финалисты Urban Greenhouse Challenge в ТПУ: «Тема вертикальных ферм для восстановления леса перспективна для России и Европы»

    ​Команда TimTech (TimiryazevLandscape) — финалист международного конкурса студенческих проектов Urban Greenhouse Challenge: Reforest — собрала молодых ученых и студентов из РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева (Москва) и Университета ИТМО (Санкт-Петербург).
    522
  • 02/03/2021

    Проект ТУСУРа вошёл в число пяти участников питч-сессии с японскими компаниями

    ​Среди разработок, которые ТУСУР представил во время встречи с представителями японской компании SAMI (партнёр РОТОБО) для участия в питч-сессии с японскими инвесторами был отобран проект, ранее получивший поддержку Фонда содействия инновациям, представленный основателем и директором ООО «НПК «Биосенсорика», аспирантом кафедры КУДР Вячеславом Кобзевым.
    844