Инновационный гидрогель для сельского хозяйства разработали ученые

Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Чехии разработали новый гидрогель для сельского хозяйства. Его задача – удерживать влагу и удобрения в почве. Отличие нового гидрогеля от других разработок заключается в том, что он сделан полностью из природных компонентов и разлагается в почве на нетоксичные для человека, животных и растений составляющие. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Cleaner Production (IF: 7,246; Q1), сообщает World of NAN со ссылкой на службу новостей Томского политехнического университета.

Гидрогели используют в сельском и лесном хозяйстве для удержания влаги в почве, так как ее содержание напрямую влияет на всхожесть семян. Также в них вводят удобрения. За счет того, что гель не дает удобрениям быстро испаряться, их можно вносить в меньшем объеме.

“Благодаря гидрогелям растения можно реже поливать, использовать меньше удобрений. Это важно для рационального использования пресной воды. Кроме того, это снижает вредное воздействие удобрений на почву. Большинство доступных на рынке гидрогелей производят из полиакриламида и полиакрилонитрила. Они не являются полностью биоразлагаемыми, поэтому сами по себе считаются потенциальными загрязнителями почвы. Сами компоненты нетоксичные, но коммерческие разработки содержат остатки акриламида, а это нейротоксичное и канцерогенное вещество.

Мы в качестве исходных компонентов использовали белок молочной сыворотки и альгиновую кислоту. Это доступные и натуральные компоненты, они абсолютно нетоксичные. В этом главное преимущество нашего гидрогеля”, – говорит один из авторов статьи, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Антонио Ди Мартино.

Процесс получения гидрогеля, предложенный авторами исследования, прост: исходные компоненты необходимо смешать, высушить и спрессовать в виде таблетки. При контакте с жидкостью вещество становится гелеобразным и увеличивается в объеме.

“При получении смеси мы также добавляли в нее мочевину – это известное удобрение. С течением времени гидрогель разлагается в почве, за счет чего он постепенно и равномерно высвобождает удобрение. Кроме того, сам по себе гидрогель со временем разлагается до углерода и азота, а азот – это широко используемый в сельском хозяйстве макроэлемент, важнейший строительный материал для растений. При этом эксперименты в лаборатории показали, что гидрогель после полной отдачи влаги можно использовать еще несколько раз”, – отмечает Антонио Ди Мартино.

В дальнейшем ученые продолжат эксперименты и поиск новых материалов для контролируемого ввода удобрений в почву.  

В исследовании принимали участие ученые из Университета Томаша Бати в Злине (Чехия), Исследовательского института молочной промышленности (Чехия) и Научно-исследовательского института почв и водосбережения (Чехия).