Новости химической науки > Клей мидий для увеличения эффективности удобрений

Исследователи из Китая, взяв за основу строение клейкого вещества, выделяемого мидиями, получили композитные удобрения, которые медленно выделяют питательные вещества в почву, заодно позволяя ей сохранять воду. Предполагается, что новый подход может увеличить эффективность применения удобрений, а также поможет минимизировать влияние интенсивного сельского хозяйства на окружающую среду.

Нанесение на гранулы удобрений биоразлагаемого материала, который мог бы замедлять скорость высвобождения питательных веществ в окружающую среду является давно устоявшейся практикой в сельскохозяйственной химии. Тем не менее, Синю Цзя (Xin Jia) с коллегами удалось сделать следующий шаг в оптимизации использования удобрений – им удалось использовать для контроля высвобождения питательных веществ полимер, способный удерживать воду.

Нанесение на гранулы удобрения многослойного полимерного покрытия позволяет увеличить эффективность использования удобрения и делает его более совместимым с окружающей средой. (Рисунок из J. Agric. Food Chem., 2013, DOI: 10.1021/jf401102a)

Исследователи начали работу с комплексного удобрения, содержащего калий, фосфор и микроэлемент – медь. Гранулы этого удобрения были покрыты полидопамином – природным полимером, представляющим основной компонент клейкого вещества, секретируемого мидиями.

По словам Цзя, полимеризация допамина на поверхности гранул протекает достаточно легко, при этом скорость высвобождения нутриентов контролируется толщиной этого слоя. Затем с помощью радикальной полимеризации с переносом атомов исследователи привили к слою полидопамина цепи полиакриловой кислоты. Получившиеся при этом гранулы полимера характеризуются как способностью к водоудержанию, так и медленным высвобождением питательных веществ. Испытания in vitro tests показали, что полученные таким способом гранулы полимера удерживают воду гораздо эффективнее своих аналогов.

Покрытие из полиакриловой кислоты также реагирует на изменения рН, что означает то, что возможно проводить высвобождение различных питательных веществ при различных условиях. По словам Цзя, эта возможность является еще одним выигрышным свойством новой системы – питательные вещества могут селективно выделяться в различных почвах, которые характеризуются различными значениями рН.

Исследователи предполагают, что широкое распространение новой методики может понизить влияние удобрений на окружающую сред, снизить необходимость в ирригационных мероприятиях и предотвратить попадание нитратов грунтовые и проточные воды. В настоящее время исследователи работают над созданием близких по свойствам покрытий для использующихся в сельском хозяйстве удобрений, утечка которых в окружающую среду представляет большую опасность, чем для исходного модельного соединения (такими удобрениями могут быть нитрат аммония и мочевина).

Тем не менее, Кейт Гулдинг (Keith Goulding), специалист по химии почвы, предполагает, что если новая технология будет коммерциализована, она в первую очередь будет применяться для производства высокоценных продуктов садоводства, но вряд ли может стать полезной для культивации полевых культур.

Источник: J. Agric. Food Chem., 2013, DOI: 10.1021/jf401102a

метки статьи: #бытовая химия, #новые материалы, #химическая технология, #химия поверхности, #химия полимеров