Ученым ДВФУ удалось создать удобрение на органической основе, которое предназначено для выращивания растений в беспочвенной среде. В его основе вещество водоросли анфельтия – дальневосточные морские обитатели содержат большое количество микроэлементов. Полученный питательный концентрат максимально приближен по составу к природным грунтам и уже подтвердил свою эффективность в ходе первых экспериментов.
Помимо воды и солнечного света, растениям для развития необходимы микроэлементы и ряд других компонентов. Их наличие или отсутствие влияет не только на размер, вкус, запах и цвет, но и на количество витаминов, содержащихся в плодах. Считается, что в природных условиях все необходимые элементы растение берет из почвы и природной воды.
Однако, чтобы обеспечить продовольствием густонаселенные районы, где плодородные земли ограничены, людям приходится прибегать к выращиванию большого количества овощей в искусственной среде. Речь идет о гидропонике – высокотехнологичных системах, в которых побеги получают питание не из почвы, а из раствора, окружающего корни. В идеале его состав должен быть максимально идентичен природному грунту и в то же время иметь консистенцию, близкую к воде, чтобы не засорять многочисленные фильтры и насосы, через которые циркулирует раствор.
Артикул: органические VS минеральные удобрения
Микроэлементы почвы можно имитировать несколькими способами. Первый – с помощью минеральных добавок, которые производятся химическим путем. С одной стороны, это простой и дешевый вариант создания комплекса необходимых растениям элементов. С другой стороны, вкусовые характеристики фруктов, выращенных на таких удобрениях, могут сильно уступать овощам, выращенным в естественной почве, поскольку состав добавок ограничен.
Второй способ – органические удобрения, имеющие природную основу и созданные из натуральных продуктов. Они позволяют насытить растения необходимыми элементами, сохраняя при этом «натуральные» вкусы и запахи. Однако «органику» достаточно сложно получить в жидком виде, она также может содержать болезнетворные микроорганизмы и примеси, поэтому в гидропонных системах их используют очень мало – это дорого и неэффективно в крупных масштабах предприятий.
Для достижения улучшения вкусовых свойств в гидропонике применяют коктейли минеральных и органических удобрений, которые комбинируют в разных пропорциях. Эффективность таких составов высока, однако стоимость удобрений для российских предприятий зачастую выше, чем минеральных удобрений, поскольку многие компоненты имеют зарубежное происхождение.
Дешевле, больше, вкуснее
Несмотря на вышеперечисленные трудности, ученым ДВФУ удалось создать компоненты органических удобрений из водорослей анфельтии, предназначенные для гидропонных систем. Полученный продукт, помимо большого количества питательных веществ, насыщен фульвокислотой – естественным проводником микроэлементов к клеткам корней растений. Удобрение обладает хорошими фильтрующими свойствами и по консистенции похоже на соевый соус. Специальная подготовка сырья и дальнейший процесс ультразвуковой экстракции позволяют исключить болезнетворные микроорганизмы. Полученный безопасный и эффективный питательный концентрат разводят в воде в соотношении 1 к 100 или 1 к 300, в зависимости от культуры.
«Проведенные эксперименты уже показали, что нынешний состав удобрения не уступает по эффективности лучшим минеральным удобрениям. Салат, выращенный на нашем продукте, по размерам сопоставим с салатом, выращенным на импортном растворе. При этом себестоимость наших удобрений ниже, а ценность овощей будет выше, так как они более питательны и качественны», — рассказал руководитель проекта, к.т.н. Алексей Белов.
По словам ученого, эксперименты с полученным питательным раствором продолжаются, а состав промышленного образца будет доработан таким, чтобы соответствовать экономической эффективности минеральных удобрений. Кроме того, коллектив ученых совместно со студентами изучает влияние конкретных микроэлементов на органолептические свойства растений. Исследователи пытаются создать идеальный состав элементов, придающий овощам максимально насыщенный вкус и аромат, а также полный набор витаминов и питательных веществ.
Востребован как в Арктике, так и в космосе
По словам представителей проекта, органическая гидропоника — перспективное направление не только для крупных теплиц. Большим рынком таких удобрений являются отдаленные объекты, например, вахтовые поселки, полярные станции, морские суда. Здесь потребность в свежих овощах можно удовлетворить с помощью модульных контейнерных теплиц, которые позволят выращивать свежую зелень в достаточных объемах. Составы для таких гидропонных небольших комплексов должны быть максимально сбалансированными, чтобы жители отдаленных поселков и предприятий могли разнообразить свой рацион вкусными и питательными овощами.
Еще одно большое направление — обеспечение продовольствием космических станций длительного пребывания. Гидропоника способна не только закрыть потребность в свежих овощах, но и снять стрессовую нагрузку с космонавтов, которым особенно приятно видеть живые растения вдали от родной планеты. Уже сегодня космические агентства по всему миру вкладывают значительные средства в развитие систем питания для колоний на Марсе и долгосрочных космических миссий. По словам Алексея Белова, один из продуктов, созданных в ДВФУ, будет направлен на разработку питательных растворов для удаленных объектов.
«Когда речь идет о гидропонных системах для длительных космических полетов, очень остро стоит вопрос органических удобрений. Человек может пару месяцев есть несбалансированные овощи, выращенные на химических удобрениях, без особого дискомфорта. Но если космическое путешествие продлится не один десяток лет, то здесь нужна функциональная и качественная еда», — заявил руководитель проекта.
Напомним, разработка новых видов органических удобрений в ДВФУ ведется в рамках программы «Приоритет 2030» и Высшей инженерной школы «Институт биотехнологии, биоинженерии и пищевых систем». Цель проекта — разработка новых агробиоинженерных технологий CRF мирового уровня, а также создание эффективной и доступной линейки удобрений из местных ресурсов Дальнего Востока.