Сельское хозяйство, несмотря на огромный потенциал, остается довольно консервативной отраслью – автоматизация и внедрение технологий в ней происходят медленно. Сейчас, однако, наметились перемены: разработчики модернизируют теплицы, создают дроны для обработки полей пестицидами и улучшают удобрения. «Уралхим», одна из крупнейших российских компаний на рынке сельского хозяйства, создала конкурс «Уралхим – Элемент роста» как раз для поиска стартапов, готовых улучшать аграрный сектор. Сейчас организаторы анализируют проекты-участники и оценивают их потенциал для продолжения сотрудничества с компанией. Мы отобрали три наиболее интересные разработки: все они направлены на увеличение плодородия почв.
Удобрения на основе птичьего помета
Проект предложен научными сотрудниками Елецкого госуниверситета им. И. А. Бунина. Принято думать, что все натуральное по умолчанию полезно, например удобрения из коровьего навоза, птичьего помета и других отходов животноводства. Однако это не так, например: в птичьем помете, несмотря на большое количество питательных веществ, содержится опасная микрофлора. Сальмонелла, орнитоз, яйца глистов – все это может попасть в почву, а из нее в растения. Специалисты Елецкого госуниверситета нашли способ безопасно использовать птичий помет в качестве удобрения. Для этого его в разных пропорциях соединяют с цеолитом – природным минералом, который выполняет в этой смеси роль сорбента. Благодаря этому помет не становится источником загрязнения почвы, а выросшие на ней растения не страдают от опасных химических соединений и патогенной микрофлоры.
Важное преимущества проекта в том, что он не только увеличивает плодородность почв: создание таких удобрений помогает решить проблему утилизации органических отходов птицефабрик и уменьшить их влияние на окружающую среду.
«В Липецкой области сосредоточено большое количество птицефабрик – для многих районов это становится серьезной экологической проблемой, – рассказывает руководитель проекта Татьяна Зубкова, кандидат сельскохозяйственных наук. – Существует множество патентов по разным способам утилизации или переработки куриного помёта в органическое удобрение, однако практика, к сожалению, показывает, что ни одна технология не работает с позитивным экономическим эффектом. Поэтому мы пока занимаемся поиском решения этой проблемы. Сейчас мы вносим правки в свой проект и модернизируем его благодаря тем замечаниям, которые были озвучены на очной сессии конкурса “Уралхим” в Тамбове».
Получающееся органическое удобрение относится к так называемым удобрениям пролонгированного действия – это значит, они постепенно обмениваются с почвой компонентами, обеспечивают растения азотом, фосфором, калием, кальцием. Такое удобрение обеспечивает питание растений на протяжении всего периода роста и развития.
Микроорганизмы для поддержания плодородия
Ученые из Тамбовского госуниверситета им. Г. Р. Державина предлагают решить это с помощью препаратов на основе микроорганизмов. Если верно подобрать микроорганизмы и изготовить на их основе суспензию, она будет стимулировать развитие растений и повышать хозяйственную продуктивность культур там, где не хватало биогенных элементов. В отличие от химических удобрений, предложенный учеными тип препаратов не просто вносит вещество, которое потом расходуется растениями: он заставляет саму почву вырабатывать нужные вещества и повышать иммунитет сельскохозяйственных культур.
«Обычно такие препараты включают в себя один-два вида микрооранизмов: их проще изготовить, потому что так компоненты не конфликтуют друг с другом, – рассказывает руководитель проекта Елена Скрипникова. – Мы же подобрали более сложные системы микроорганизмов, то есть более эффективные. Это важно, потому что сейчас в России и даже в нашем аграрном регионе остро стоит проблема деградации почв. В них может быть повышенное содержание пестицидов или, наоборот, органических соединений из того же навоза – когда нормальная микрофлора нарушена, препараты из микроорганизмов повышают качество территорий и, соответственно, урожая».
Ученые разработали несколько групп удобрений: это так называемые азотофиксаторы (они помогают задерживаться азоту в почве), фосфатмобилизирующие бактерии (они способствуют растворению фосфора) и биопрепараты для разложения растительных остатков. Такие соединения могут помочь восстановить почву в лесу после пожара или очистить нефтезагрязенные земли.
Удобрения из торфа
Еще одно действенное средство для восстановления почв – фульваты и гуматы, то есть соли фульвовых и гуминовых кислот соответственно. Сейчас их получают из торфа и углей при помощи щелочных растворов или перетиранием с сухой щелочью и солями – оба способа высокозатратны и нетехнологичны. Специалисты вологодского «Бюро научно-технологического и финансового сопровождения» предлагают другой метод.
Если собрать промышленную установку по проекту команды, можно будет обрабатывать торф непосредственно на месте его добычи щелочами и аммиаком. То есть соли, полезные в сельскохозяйственной промышленности, удастся получить быстро.
«Главное преимущество проекта – возможность работы в потоке. Обычно сырье загружается в установку, обрабатывается и выгружается, но в нашем случае процесс происходит непрерывно – это сокращает количество задействованных людей и инструментов, – объясняет руководитель проекта Михаил Чарный. – Датчики на входе и выходе установки помогают оптимизировать режимы обработки, это дает серьезную экономию расхода электроэнергии, позволяет не допустить переразложения фульватов и гуматов: так они не разлагаются на более простые вещества, которые уже не могут быть удобрениями».
Такой способ получения удобрений из торфа дает возможность избежать одной из главных проблем добычи полезного ископаемого: необходимости осушать болота – это процесс, который требует долгой (от двух лет) подготовки, доступен около ста дней в году и часто становится причиной возникновения серьезных пожаров. Фульваты и гуматы – в первую очередь транспортная система для растений: она позволяет лучше усваивать многие питательные вещества. К тому же эти удобрения могут играть роль своеобразного почвенного клея, который делает землю более устойчивой к выветриванию – это актуально, потому что потери от ветровой эрозии колоссальны.
Уже готов опытно-промышленный образец установки: он позволяет обрабатывать до тонны сырья в час. Сейчас стоит задача доработать установку до промышленного оборудования и наладить возможность масштабирования технологии.
Автор: Михаил Захаревич, соорганизатор Moscow Eco Challenge
