Традиционные минеральные удобрения быстро вымываются из почвы, однако использование в их составе неорганического соединения магний-аммоний-фосфата (струвита) позволяет решить эту проблему. Содержащий биогенные элементы азот и фосфор, струвит может использоваться в качестве удобрения длительного действия. На данный момент не существует экономически выгодного способа производства коммерческих образцов струвита с минеральными добавками, обеспечивающих полный комплекс питательных элементов для растений. Однако ученые Пермского Политеха разработали технологию производства умных удобрений, которые подходят для различных сельскохозяйственных культур и представлены в удобной для применения гранулированной форме.
Технология в 2,7 раза эффективнее традиционных методов, что позволяет сократить количество внесений удобрений в сезон и получать основной компонент более выгодно, снижая потери невозобновляемых природных ресурсов фосфора. Таким образом, экологически чистое земледелие переходит на новый уровень. На технологию был получен патент. Проект реализован в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Одним из главных недостатков современных минеральных удобрений является их высокая растворимость в воде, из-за чего до 50% питательных элементов может вымываться из корневой зоны. Это может привести к ожогу корней растений, их гибели, а также нарушению баланса микробного сообщества почвы и водоемов.
Струвит может быть использован в качестве умного удобрения длительного действия, однако его традиционный синтез имеет недостатки. Продукт получается слишком крупными кристаллами, что замедляет его растворение в почве и препятствует растениям получать необходимое питание. Низкая конверсия сырья негативно сказывается на экономической эффективности производства струвита, учитывая что основные компоненты минеральных удобрений – фосфор и азот. Ресурсы фосфора ограничены, а его стоимость будет расти во всем мире. Азот не является ограниченным ресурсом, но его производство неэффективно из-за требования высоких энергозатрат и габаритного оборудования.
Ученые Пермского Политеха создали усовершенствованную технологию синтеза мелкодисперсного струвита, который поглощается растениями в 2,7 раза эффективнее, чем при использовании традиционных методов. Это позволит использовать отходы с аммонием и фосфатами в качестве сырья, экономя средства путем извлечения азота и фосфора из промышленных и сельскохозяйственных стоков.
– Способ получения комплексного удобрения состоит в приготовлении влажной пасты на основе смеси торфа, струвита и воды с последующим гранулированием и сушкой. Данный продукт представляет собой сыпучие гранулы размером не более 4 мм. Сейчас на основе этой технологии мы создаем специализированные композиции с азотом, фосфором, калием и различными питательными микроэлементами под растительные культуры, которые наиболее востребованы у широкого круга потребителей в сельском хозяйстве, включая пшеницу, бобовые культуры и сахарную свеклу, – рассказала главный инженер проекта, студент кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ Елена Шергина.
– Удобрения нашего производства обладают умеренной растворимостью, поэтому при первых поливах высвобождается лишь часть питательных элементов. Сохраняется концентрация солей в прикорневой зоне, достаточная для полноценного питания растений, но не приводящая к ожогам корневой системы и гибели микроорганизмов. Благодаря таким свойствам в почву можно добавлять большой запас удобрения, рассчитанный на длительный период действия, – пояснила руководитель проекта, студент кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ Дарья Нестерова.
Уникальная технология позволяет синтезировать струвит с высокой степенью превращения сырья в продукт без остатка, что ранее не удавалось достичь. Это подтверждает экономическую и экологическую эффективность данного метода производства.
Доцент кафедры химии и биотехнологии, кандидат технических наук ПНИПУ Юлия Кузнецова отметила, что ученые уже работают над выпуском умного удобрения с длительным действием на российский рынок. Крупные агрохолдинги, фермерские хозяйства и частные лица могут проявить интерес к этой разработке. Себестоимость гранулированного струвита на основе сырья составит всего 40-60 рублей за килограмм, что дает ценовое преимущество перед конкурентами из-за низкого расхода удобрения.
Разработка ученых Пермского Политеха позволяет сочетать преимущества традиционных минеральных удобрений с устранением их недостатков. Новый научный подход к созданию композиционного умного удобрения на основе струвита помогает решить проблему экологически чистого земледелия.
Источник и фото: пресс-служба ПНИПУ.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.