Удобрения нового типа создали ученые Томского политеха при участии коллег из Китая. По словам авторов разработки, наноудобрения на основе природного минерала галлуазита обладают контролируемым высвобождением питательных веществ, что позволяет ускорить рост и увеличить урожайность растений. Результаты исследования опубликованы в журнале Microporous and Mesoporous Materials.
Удобрения играют важную роль в сельском хозяйстве, обеспечивая растения необходимыми микроэлементами. Однако традиционные составы часто сталкиваются с проблемами быстрого вымывания из почвы и низкой эффективностью использования питательных веществ, рассказали ученые Томского политехнического университета (ТПУ). По их словам, решением могут стать наноудобрения с контролируемым высвобождением питательных веществ.
Ученые Томского политеха обратили внимание на малоизученный природный минерал галлуазит, обладающий природной нанотрубочной структурой. В качестве минерального сырья для нового удобрения ученые использовали концентрат галлуазитовых нанотрубок, а в качестве активных компонентов — медь, бор и йод.
По их словам, принцип использования галлуазита основан на эффекте микроинъекций: при распылении нанотрубки способны проникать в растительные ткани, высвобождая предварительно загруженные в них полезные компоненты. Такой подход может повысить эффективность доставки питательных веществ к растениям.
“Мы пропитали нанотрубчатые частицы в водных растворах, содержащих хелатированную медь, борную кислоту и йод, после чего распылили их на поверхность микрозелени рукколы”, — рассказал один из авторов исследования, доцент отделения геологии Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Максим Рудмин.
Проведенные эксперименты продемонстрировали увеличение прироста микрозелени рукколы на 34 процента. По словам специалистов университета, это указывает на высокий потенциал наноудобрений на основе галлуазита для повышения урожайности растений.
Уникальность проведенного исследования заключается в том, что впервые в качестве носителей питательных соединений были использованы природные нанотрубки галлуазита, утверждают ученые ТПУ.
“Результаты показали, что модификация нанотрубок галлуазита вызвала значительные морфологические изменения, включая увеличение внешнего диаметра нанотрубок с 100 нанометров в исходном состоянии до 185 нанометров. Эти преобразования подтверждают, что активные вещества включены в мезопоры и макропоры галлуазита, — прокомментировал Рудмин.
По его словам, исследование продемонстрировало, что нанесение нанокомпозитов на листья растений привело к равномерному распределению нанотрубок, при этом стабильность сцепления удобрения с поверхностью листьев была подтверждена экспериментально с помощью имитированного воздушного потока. Полученные данные подтверждают потенциал этих наноудобрений для внекорневого применения.
В качестве основы для новых удобрений использовался природный минерал галлуазит, добытый на территории Челябинской области и предоставленный индустриальным партнером.
На данном этапе ученые тестируют эффективность использования разработки в полевых условиях на посевах ячменя.
В исследованиях принимали участие сотрудники Инженерной школы природных ресурсов ТПУ и Факультета наук об окружающей среде и инженерии Гуандунского технологического университета (КНР).
Работа выполнена при поддержке Госзадания “Наука” (проект FSWW-2023-0010).
