Низкая эффективность минеральных удобрений обычно является результатом
более высокой скорости высвобождения питательных веществ, чем скорость
их поглощения растением, а также трансформация удобрений в формы,
которые не являются биодоступными для сельскохозяйственных культур.
Данных недостатков будут лишены удобрения будущего, питательные
вещества которых будут иметь адресную доставку по запросу растения.
Технологически это решается с помощью защитных пленок, обладающих
изменяемой проницаемостью для почвенного раствора. Такая плёнка будет
растворяться при получении химических сигналов от растения – корневых
экссудатов, при использовании наноносителей, настроенных для
контролируемого высвобождения питательных веществ. При этом сам
носитель должен быть материалом, безопасным для потребителей,
экологически благоприятным и совместимым с условиями среды, растениями
и другими живыми организмами. Сырьем для их производства могут быть
возобновляемые ресурсы, например, те же сельхозкультуры, что идут на
производство биотоплива. Проверка подобных технологических решений для
удобрений пролонгированного действия и программированного
высвобождения будущего – задача современной агрохимической науки.
В экспозиции «Музей науки» Фестиваля науки 0+, прошедшего в
Экспоцентре на Красной Пресне 8-9 октября 2022 г., в разделе «Экология»
представлены результаты семи лет исследований по изучению и отработке
технологий применения удобрений пролонгированного действия.
Изучено три основных направления их применения. Одной из задач являлось
изучение эффективности удобрений пролонгированного действия при
многолетнем выращивании газонных трав в городских условиях.
Исследовалась капсулированная мочевина с оболочкой из PLA пластика
(полилактид). Показано преимущество данной формы мочевины по
сравнению со стандартным удобрением в обеспечении равномерности
поступлении питательных веществ в растения и улучшении декоративных
характеристик газонных трав. Применение капсулированных удобрений
позволяет снижать потери азота в городских экосистемах.
Другое перспективное использование удобрений – удобрение многолетних
культур. Исследовалась технология применения в открытом грунте
отечественных комплексных минеральных удобрений Ruscote с полным
набором макро- и микроэлементов в полимерной оболочке с добавлением
подсолнечного и оливкового масел для интенсивных технологий
выращивания сортовой смородины. Применение Ruscote с контролируемым
освобождением питательных элементов обеспечивало комплексный эффект -
повышение урожайности смородины, снижение непроизводительных потерь
питательных веществ и экономию ресурсов за счёт снижения числа
подкормок.
Комплексные удобрения с контролируемым высвобождением веществ не
только оптимизируют питание растений, но и снижают потери питательных
веществ, как газообразные, так при вымывании с поливом. Решение данной
проблем особенно важно в технологиях выращивания растений в теплицах на
искусственных субстратах. Технологии импортозамещения подобных
удобрений проверены при использования Цион - ионитного субстрата,
созданного для выращивания растений в открытом и закрытом грунте
совместно с Институтом физико-органической химии Национальной
академии наук Беларуси. Питательный субстрат состоит из смеси калиевой,
аммониевой и водородной форм природного клиноптилолита и
слаборастворимых солей кальция, магния и фосфорной либо серной кислоты.
Технология использования удобрений тестировалась на перце, томатах,
базилике, салате и традесканции. Исследования показали сопоставимую
эффективность удобрения Цион со стандартными удобрениями
пролонгированного действия.
Растворение покрытий удобрений пролонгированного действия происходит
под действием комплекса факторов: температуры и влажности почвы,
кислотности, микробиологической активности, содержания органического
вещества почвы. Регулируя почвенное плодородие, мы изменяем и условия
высвобождения элементов питания из таких удобрений, что подтверждает важность не только взаимосвязи удобрение – растение, но и в не меньшей
степени удобрение-почва в будущих агротехнологиях.