Экологичность и рациональность в применении. Наноудобрение не наносит вреда почве и окружающей среде

Экологичность и рациональность в применении. Наноудобрение, в отличии от обычного, усваивается растением полностью и не наносит вреда почве и окружающей среде 

Наноудобрения — это эффективность и экологическая безопасность.

В последние годы наноудобрения становятся все более популярными в агрономии благодаря своей высокой эффективности и экологической безопасности. В отличие от традиционных удобрений, которые часто приводят к вымыванию питательных веществ и загрязнению окружающей среды, наноудобрения обеспечивают полное усвоение растениями необходимых элементов. Это открывает новые горизонты для устойчивого сельского хозяйства.

Принципы действия наноудобрений

Наноудобрения представляют собой препараты, содержащие питательные вещества в наномасштабной форме. Эти вещества обладают уникальными физико-химическими свойствами. Содержат питательные вещества в форме наночастиц, что позволяет им эффективно проникать в корневую систему растений. Это обеспечивает:

1. Эффективно проникать в корневую систему: Наночастицы имеют размеры, которые позволяют им легко проходить через клеточные мембраны корней. Это обеспечивает более быстрое и полное усвоение питательных веществ растениями. Снижение частоты внесения: благодаря высокой эффективности наноудобрений фермеры могут сократить объемы и частоту внесения, что приводит к экономии ресурсов и снижению затрат.

2. Увеличивать доступность микроэлементов: Наноудобрения могут содержать микроэлементы в формах, которые лучше усваиваются растениями. Это особенно важно для таких элементов, как цинк, медь и бор, которые играют ключевую роль в физиологических процессах. Полное усвоение питательных веществ: наночастицы имеют размеры, позволяющие им легко проникать через клеточные мембраны корней, что способствует более быстрому усвоению необходимых элементов. 

3. Контролировать высвобождение питательных веществ: Современные технологии позволяют создавать наноудобрения с пролонгированным действием, что обеспечивает постепенное высвобождение питательных веществ в течение длительного времени. Это помогает избежать резких колебаний концентрации элементов в почве. Повышение доступности микроэлементов: наноудобрения могут содержать микроэлементы в формах, которые легче усваиваются растениями, что особенно важно для таких элементов, как цинк и медь.

Экологические преимущества наноудобрений

Одним из основных преимуществ наноудобрений является их минимальное воздействие на окружающую среду:

- Снижение загрязнения почвы и водоемов: Традиционные удобрения часто приводят к вымыванию нитратов и фосфатов в грунтовые воды, что может вызывать эвтрофикацию водоемов. Наноудобрения, благодаря своей высокой усвояемости, значительно уменьшают эти риски.

- Улучшение здоровья почвы: Наноудобрения способствуют улучшению структуры почвы и увеличению ее биологической активности. Это важно для поддержания экосистемы и сохранения плодородия земель.

- Снижение использования химических веществ. Эффективность наноудобрений позволяет сократить количество необходимых внесений удобрений, что снижает общее использование химических веществ в сельском хозяйстве.

Практические примеры применения наноудобрений

Применение наноудобрений уже демонстрирует свои преимущества на практике. Например, в ряде исследований было показано, что использование наноудобрений приводит к увеличению урожайности до 30% по сравнению с традиционными методами. Фермеры отмечают не только рост количественных показателей, но и улучшение качества продукции — плоды становятся более насыщенными по цвету и вкусу. В некоторых странах, таких как Индия и Китай, уже активно внедряются технологии наноудобрений для повышения эффективности сельского хозяйства. Эти страны сталкиваются с проблемами нехватки ресурсов и ухудшением состояния почвы, поэтому использование инновационных решений становится особенно актуальным.

Перспективы развития наноудобрений

Будущее наноудобрений выглядит многообещающе. С развитием технологий синтеза и анализа наноматериалов открываются новые возможности для создания более эффективных и безопасных удобрений. Исследования в области биосовместимости и воздействия на экосистемы продолжают расширять горизонты применения наноудобрений. Наноудобрения представляют собой значительный шаг вперед в агрономии благодаря своей высокой эффективности усвоения питательных веществ и минимальному воздействию на окружающую среду. Эти инновационные решения могут стать ключевыми для достижения устойчивого сельского хозяйства в условиях глобальных изменений климата и растущих потребностей в продовольствии. С учетом всех преимуществ, наноудобрения имеют потенциал изменить подход к удобрению культур и обеспечить безопасное будущее для сельского хозяйства.

Современное возделывание сельскохозяйственных культур трудно представить без использования минеральных удобрений, которые восполняют недостаток питательных веществ в почве и ведут к повышению урожайности. В то же время, элементы минерального питания, содержащиеся в удобрениях, используются растениями далеко не полностью. Как свидетельствуют научные исследования, коэффициент использования основных элементов минеральных удобрений составляет: N (азот) - 40%, P (фосфор) - 15%, K (калий) - 30%. Таким образом, при внесении минеральных удобрений теряется до 60% азота, фосфора - до 85%, калия - до 70% (испаряется, вымывается, подвергается комкованию). 

Это свидетельствует о низкой эффективности использования потенциала минеральных удобрений и сильному загрязнению окружающей среды. Кроме этого, минеральные удобрения «губят» до 60-80 % полезных для растений микроорганизмов. Современные методики использования и качество минеральных удобрений не дают возможности выйти из этого порочного круга: для большей урожайности нужно использовать больше минеральных удобрений, но чем больше мы их используем, тем сильнее обедняем естественное плодородие почвы, создаваемое полезной микробиотой, и отравляем окружающую среду, а значит, вредим сами себе. Минимизация вредных последствий применения минеральных удобрений с одновременным увеличением коэффициента их «полезности», который при традиционном использовании составляет всего около 30-40%, - задача, которая стояла перед учеными лаборатории «Синтез микро- и нано структур» Регионального открытого социального института (РОСИ). Предложенная ими технология получила высокую оценку научного сообщества.

В результате многолетней работы появился инновационный продукт – наноудобрение АГРО-Н.

Если добиться 100% усвояемости удобрения, то долю его внесения можно сократить до 30% от обычной дозы и, следовательно, на 70% снизить вредное влияние на окружающую среду.

Этого возможно добиться благодаря применению инновационной технологии нанокапсулирования.

В наносостоянии, а размер наночастицы составляет одну миллиардную метра, вещество приобретает свойства, отсутствующие у него в обычном (нативном) состоянии: сверх биоактивность и биодоступость. Изменение поверхностных зарядов частиц наноудобрения, что происходит благодаря запатентованной технологии, приводит к образованию цепочек активного вещества, которые, в отличии от механических структур обычного удобрения, усваиваются растениями более интенсивно

Размер нанокапсул АГРО-Н составляет около 60 нм. К примеру, толщина человеческого волоса – 80000 нм. Таким образом, размер нанокапсулы АГРО-Н в 1330 раз меньше!

Оболочкой для нанокапсул служат вещества растительного происхождения (полисахариды), которые являются дополнительным источником питания растений и окружающей микробиоты. Создается синергетический эффект воздействия, когда совместное действие факторов существенно превосходит простую сумму действий каждого из них.

Благодаря новым характеристикам и приобретенным свойствам минеральных веществ в наноудобрении удалось добиться полной его усвояемости растениями. Это, в свою очередь, привело к устранению негативного воздействия неиспользуемой части вносимых минеральных удобрений на воздух, почву, воду. При проведении экспериментов удалось установить, что при внесении обычного удобрения активность полезной микробиоты почвы подавлялась (ингибировалась) на 40%; при внесении наноудобрений – микробиота не страдала. Это свойство наноудобрения АГРО-Н способствует естественному восстановлению плодородия почвы, благодаря росту активности полезных микроорганизмов, и имеет тенденцию накопительного эффекта от сезона к сезону.

Эффективность применения Агро-Н было подтверждено Федеральным аграрным научным центром (Курский ФАНЦ) при проведении полевых исследований в сезон 2022 г. и 2023 г. Они показали, что при почти 3-х кратном снижении количества действующего вещества удобрения в составе Агро-Н удалось добиться повышения урожайности и рентабельности по сравнению с применением традиционных минеральных удобрений при сохранении 100% микробиоты ризосферы растений.

Таким образом, применение Агро-Н способствует не только увеличению урожайности сельскохозяйственных культур, но и восстановлению естественных механизмов плодородия почвы, что, в свою очередь, ведет к уменьшению негативного влияния на окружающую среду, через снижение углеродного выброса и загрязнению почвы остатками минеральных удобрений.