ЭлБиб

Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» № 4, 2017

Введение

Повышение продуктивности урожая сельскохозяйственных культур и снижение уровня

загрязнения окружающей среды непосредственно связаны с улучшением физико-химических

характеристик почв [1]. Широко известно, что основным источником питания растений являются

органические вещества, содержащие азот, фосфор, калий. В процессе вегетации растений, главным

образом, используется азот, являющийся составной частью растительных протеинов, хлорофилла, ДНК

и многих других компонентов, необходимых для роста растений. Однако потери азота из почв,

происходящие в процессе вымывания (выщелачивания), денитрификации или улетучивания, весьма

существенны, что сказывается, с одной стороны, на экологию почв и грунтовых вод, с другой –

на дефицит макроэлемента в системе [2]. Эти процессы зависят от многих параметров и условий

окружающей среды, в частности, температуры, влажности, микробного числа, текстуры почвы,

возделываемой культуры и т. д. [3]. Именно поэтому для фермеров и крупных компаний АПК одним

из требований к используемым азотным удобрениям является пролонгированное действие веществ,

сохранение влаги, регулируемая иммобилизация и доступность азота. Одним из путей решения

поставленных задач является создание почвенного кондиционера, содержащего азотсодержащее

органическое удобрение [4].

В последнее десятилетие уделяется большое внимание созданию полимерных акриловых

композитных материалов на основе регуляторов роста и развития растений путем перевода их в формы

с контролируемым выделением активного вещества, в частности азота. Ранее исследовались способы

получения роста регулирующей композиции для растений на основе биодеградируемых полимеров –

полимолочной кислоты, полигликолевой кислоты, поликапролактона, полибутиленсукцината,

полиэтиленсукцината, полиэфирамидов, полигидроксибутиратвалерата и т.д. [5]. При получении таких

композиций активное вещество химически не связывается с полимерным носителем, а выделяется за счет

диффузионных факторов либо биодеградации носителя. После нанесения таких композиций в виде

покрытия на листья и другие поверхности растения, происходило выделение активного вещества за счет

диффузии или деградации полимерной системы. Недостаток использования данных систем заключался

в невозможности равномерного распределения по значительному числу растительных объектов.

В научных работах изучались методы получения суперабсорбентных гидрогелей путем

сополимеризации привитых мономеров акриловой кислоты и их производных в полисахариды (крахмал,

целлюлоза, хитозан, альгинат, коллаген, каррагенин и др.), которые играют важную роль в таких

биологических процессах, как антимикробная стимуляция роста растений. Методом свободно-

радикальной привитой сополимеризацией альгината натрия на мономеры акриловой, акриламида

и итаконовой кислот, были получены и исследованы характеристики суперабсорбентных гидрогелей [6].

В настоящее время особый интерес на мировом рынке представляют сшитые гидрофильные сильно

набухающие полимерные гидрогели, относящиеся к классу влагопоглотителей (суперабсорбентов),

которые могут улучшать рост растений путем предоставления заключенных в матрицу гидрогеля

питательных веществ, выпускающихся к растению по мере необходимости [7]. Эти материалы состоят

из таких натуральных или синтетических полимеров, как белки, полиакрилаты, полиакриламиды

и полисахариды. Значительная влагопоглощающая способность (до 1000 гH

O/г сухого полимера) дает

им возможность являться эффективными средствами регуляции водоудерживающей способности,

особенно для широко распространенных почв легкого гранулометрического состава [8]. В работе [9] было

показано положительное влияния акриловых фосфорсодержащих гидрогелей на сорбционные

характеристики в водных растворах питательных веществ и микроэлементов регуляторов роста растений.

Полученные методом свободно-радикальной полимеризации полиакриламидные гидрогели могут

служить дополнительным источником азота для почвенных бактерий и таким образом оказывать

выраженное положительное влияние на рост и выживание растений [10].

Увеличение урожая и улучшение химического состава кормовых угодий с помощью белковых

стимуляторов было рассмотрено ранее в работе [11]. Цель данной работы – рассмотреть метод свободно-

радикальной полимеризации в водной среде для получения почвенного кондиционера на основе

белкового гидролизата «Биостим», способного снизить питательные потери из почв, улучить рост

растений за счет предоставления заключенных в матрицу гидрогеля питательных веществ, которые

выпускаются к растению по мере необходимости.

Электрон ая Науч ая СельскоХозяйственная Библиотека