Ученые ТПУ разработали экологически чистый гидрогель для сельского хозяйства

Ученые Томского политехнического университета в сотрудничестве с чешскими коллегами разработали новый гидрогель для сельского хозяйства. Он предназначен для удержания влаги и удобрений в почве. Отличие нового гидрогеля от других составов состоит в том, что он полностью состоит из натуральных компонентов и разлагается в почве на нетоксичные продукты для людей, животных и растений. Результаты исследования опубликованы в Journal of Cleaner Production.

Гидрогели используются в сельском и лесном хозяйстве для удержания влаги в почве, которая напрямую влияет на прорастание. Они также используются в сочетании с удобрениями, поскольку гидрогели снижают улетучивание удобрений и, следовательно, контролируют выделение удобрений.

«Из-за гидрогелей растениям требуется меньше полива и удобрений. С одной стороны, это важно для сохранения пресной воды на планете, с другой стороны, это снижает вредное воздействие удобрений на почву. Большинство доступных гидрогелей на рынке представлены с полиакриламидом и полиакринолинтрилом. Они не являются полностью биоразлагаемыми, поэтому считаются потенциальными загрязнителями почвы. Хотя сами компоненты не токсичны, их коммерческие составы содержат остаточные количества акриламида, который является нейротоксичным и канцерогеном. В качестве основных компонентов в нашей исследовательской работе мы использовали сывороточный протеин и альгиновую кислоту. Это доступные, натуральные и совершенно нетоксичные компоненты. Это главное преимущество нашего гидрогеля», — сказал Антонио Ди Мартино, один из авторов статьи, доцент Исследовательской школы химии и прикладных биомедицинских наук ТПУ.

Предложенный авторами исследования процесс получения гидрогеля прост: первичные компоненты необходимо смешать в растворе, высушить и спрессовать в таблетку. При контакте с жидкостями вещество разбухает и становится гелеобразным.

«Мы также добавили в смесь мочевину, которая является хорошо известным удобрением. Со временем гидрогель разлагается в почве постепенно и равномерно, высвобождая удобрение. Более того, сам гидрогель со временем разлагается на углерод и азот, в то время как азот широко используемый макроэлемент в сельском хозяйстве и важный структурный материал для растений. Лабораторные эксперименты показали, что гидрогель можно использовать несколько раз после полного высвобождения влаги», — отмечает Антонио Ди Мартино.

В будущем ученые продолжат эксперименты и поиск новых материалов для контролируемого внесения удобрений в почву.

Источник: Томский политехнический институт