Ученые Университета МИСИС создали новое эффективное удобрение для сельского хозяйства на основе жидкого стекла с добавлением высушенного геля из мочевины и азотистых соединений. Особенность разработки в медленном, до 120 дней, высвобождении питательных веществ, что позволяет растениям получать необходимый азот, натрий и калий в течении всего периода вегетации, при этом скорость и объем выделения удобрений может регулироваться сообразно потребности, что значительно экономит ресурсы и снижает нагрузку на экологию.
Использование азотсодержащих удобрений традиционно для современного сельскохозяйственного производства, это могут быть соли аммония, нитраты или мочевина (карбамид). Однако более половины вносимых в почву азотсодержащих удобрений не достигает целевых растений, а уносится поверхностными водами, оказывая негативное воздействие на качество почвы, нарушая состав грунтовых вод и нанося вред экосистемам водоемов. Наилучший способ решения этой проблемы — создание удобрения пролонгированного действия, обеспечивающих контролируемое выделение основных нутриентов.
На сегодняшний момент известны стекловидные удобрения пролонгированного действия на основе щелочного кремнезема или фосфатных стекол, но ввести необходимый почве азот в их структуру невозможно из-за температуры их плавления свыше 1000°C. В отличие от них, жидкое стекло из силиката калия не требует таких температур и в его матрицу можно ввести специальные высушенные гели, содержащие в себе необходимые полезные вещества. Трудность в том, что ксерогели на основе силикатных жидких стекол чувствительны к внешним условиям и обладают относительно низкой водостойкостью. Чтобы повысить их водостойкость и обеспечить медленное высвобождение полезных веществ, применяются отвердители, такие как мочевина.
Для получения технологичного удобрения пролонгированного действия ученые НИТУ МИСИС ввели порошкообразный карбамид (мочевину) в раствор силиката калия, добавив 5-20% азотистого соединения. Далее полученные гели высушили при 50°C в течение 48 ч при низком атмосферном давлении, что привело к разрушению макропор и значительному увеличению плотности. Результаты исследований опубликованы в научном журнале Molecules (Q1).
отметил д.т.н. Игорь Бурмистров, ведущий инженер кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС
Полученные ксерогели представляют собой порошок, состоящий из частиц с размером от 0,1-5 мм, что позволяет вносить их в почву с использованием традиционных сельскохозяйственных технологий и оборудования.
рассказал Дмитрий Суворов, научный сотрудник кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС
Исследование выполнено под руководством д. х. н., профессора Алекандра Гороховского, эксперта в области химии и технологии стеклообразных и керамических материалов. Финансовая поддержка оказана в рамках стратегического проекта НИТУ МИСИС «Технологии устойчивого развития» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030».
