Ученые НИТУ «МИСиС» в сотрудничестве с Рязанским агротехнологическим университетом имени П. А. Костычева и Тамбовским государственным университетом имени Г. Р. Державина испытали инновационное удобрение на основе нанопорошков переходных металлов, повышающее урожайность сельскохозяйственных культур на 25%.
Микроэлементы (такие как железо, кобальт, медь, цинк, молибден и другие металлы) — необходимая часть многих биологически активных соединений: белков, ферментов, гормонов, витаминов, пигментов в организме животных и растений. Разнообразные процессы жизнедеятельности и обмена веществ без них невозможны, несмотря на то что требуемое количество их минимально (порядка одного-двух атомов в составе молекулы белка или фермента). Как ключевое звено ферментов, микроэлементы-металлы напрямую влияют на иммунитет растений, их жизнеспособность, устойчивость к вредителям и заболеваниям.
Российские ученые разработали удобрение нового поколения на основе нанопорошков металлов, которое позволяет существенно оптимизировать технологию целого ряда агрохимических мероприятий, а точнее, сократить их до одной предпосевной обработки семян препаратом, содержащим необходимые микроэлементы в наноформе.
«Синтезируемые в НИТУ „МИСиС“ частицы переходных металлов (железа, меди, кобальта) оказывают мощное стимулирующее влияние на развитие растений в начальной фазе роста. Таким образом, будущее растение снабжается запасом необходимых микроэлементов еще на стадии семени, что позволяет повысить полевую всхожесть, увеличить устойчивость к неблагоприятным факторам и в конечном итоге получить больший урожай. Как показали опыты, эти показатели повышаются на
20–25%», — пояснил руководитель проекта, старший научный сотрудник кафедры функциональных наносистем НИТУ «МИСиС» Александр Гусев.
Основная сложность заключалась в том, что наночастицы из-за своей высокой активности склонны быстро слипаться и образовывать крупные агрегаты. Ученые решили эту задачу на основе комплексного подхода, включающего использование органических стабилизаторов и ультразвуковой обработки коллоидных растворов. Теперь, после получения обнадеживающих результатов полевых исследований, необходимо выяснить, как новое удобрение проявит себя на разных почвах по отношению к различным культурам растений. После всесторонней оценки его экологической безопасности можно будет рекомендовать препарат для широкого использования.
Сейчас в сельском хозяйстве микроэлементы вносятся в почву в виде растворимых солей. Растение получает необходимые вещества, если почва содержит раствор. Далее он вымывается дождями и поливом, и тогда требуется новая подкормка. Однако химические вещества попадают в грунтовые воды, нарушая баланс экосистемы. Именно это обстоятельство преодолевается за счет удобрений нового поколения: они позволяют адресно ввести необходимые микроэлементы в структуру растения, не нанося вред почве.
Экономическую выгоду от применения такого удобрения обуславливает ряд причин. Во-первых, его расход составляет порядка одного грамма сухого вещества на тонну обрабатываемых семян. Во-вторых, сокращенное за счет одной обработки семян количество агропроцедур позволит уменьшить расходы на рабочую силу и эксплуатацию сельскохозяйственной техники.
