|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ПсковГУ |
||
Цель настоящего проекта – разработка технологии возвращения в сельскохозяйственных оборот малопродуктивных почв с повышенным содержанием солей при помощи стабилизации поверхности пылящей засоленной почвы через ее мульчирование песком с последующим нанесением водных полимерных мелиорантов и совершенствование технологии почвозащитного земледелия. Практическая реализация предлагаемой технологии приведет к формированию почвозащитного композиционного полимерно-почвенного покрытия (корки) стабильного по отношению к действию ветра и воды. Помимо противоэрозионного эффекта нанесенное покрытие будет способствовать сохранению запасов влаги и уменьшению подвижности токсичных ионов тяжелых металлов. В итоге можно ожидать возвращения в сельскохозяйственных оборот малопродуктивных почв с повышенным содержанием солей.
1) Будут получены результаты патентных исследований по применению интерполиэлектролитных комплексов (ИПЭК), продуктов взаимодействия катионного и анионного полимеров, для предотвращения водной и ветровой эрозии почв, фиксации растительных остатков при нулевой обработке почв. 2) Будут разработаны научные и научно-технологические основы применения инновационных полимерных мелиорантов для противоэрозионной обработки засоленных почв в лабораторных экспериментах. 3) Будут получены технические и технологические решения по применению новых типов почвенных мелиорантов на основе водорастворимых полимеров для противоэрозионный стабилизации засолённых почв. Первый результат будет получен самостоятельно российской группой исследователей. Результаты 2 и 3 будут получены в результате проведения экспериментальных работ в каждой из стран-участников проекта для оценки специфики использования полимерных композитов на поверхности почв с разными составом и с концентрацией солей. Положительные результаты, полученные в ходе выполнения проекта, имеют хорошие перспективы коммерциализации в качестве мелиорантов для почв сельскохозяйственного назначения с повышенным содержание солей. Учитывая приемлемые цены сырья для получения мелиорантов, их использование для противоэрозионной защиты засоленных почв представляется рентабельным.
Исследованы реакции между противоположно заряженными полиэлектролитами, приводящие к образованию поликомплексов, стабилизированных множественными солевыми связями между мономерными звеньями обоих полимеров. Показано, что варьирование соотношения полимерных компонентов позволяет регулировать гидрофильно-гидрофобный баланс и заряд поликомплексов, что влияет на их размер, агрегативную стабильность в водно-солевых растворах и способность связывать низкомолекулярные вещества (Zezin et al., 2015, Панова и др., 2017, Panova et al., 2020). Исследована адсорбция полиэлектролитов на поверхности противоположно заряженных лиофильных коллоидных частиц, силикатных и полимерных микросфер, полимерных микрогелей и липосом. Изучена обратимость процессов комплексообразования и миграция адсорбированных полимеров по поверхности коллоидных частиц и между частицами (Yuzhanin et al., 2025a; Yuzhanin et al., 2025b). В рамках проекта «Разработка и применение инновационных почвенных мелиорантов для повышения продуктивности и предотвращения деградации аридных земель» (2022-2024) оценена противоэрозионная устойчивость почв различных типов, обработанных полимерными материалами. Изучены закономерности формирования почвенно-полимерного композита в зависимости как от свойств полимеров, так и от свойств почв (Якименко и др., 2021). Коллектив имеет большой задел в части получения РИД и коммерциализации результатов научных исследований.
| Контракт с гос. корпорациями, министерствами и ведомствами, кроме ФЦП, «Международное сотрудничество в сфере науки» государственной программы «Научно-технологическое развитие Российской Федерации» |
| # | Сроки | Название |
| 1 | 20 августа 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Разработка и использование полимерных мелиорантов для регенеративного земледелия |
| Результаты этапа: В ходе выполнения этапа проекта полученные в лабораторных условиях результаты показали, что при высоких концентрациях соли полимерные мелиоранты на основе анионных ГИПАН, КсК и нПЭК быстро теряют свою агрегативную устойчивость. Это приводит к снижению их эффективности при использовании в качестве связующих почв в случае прямого нанесения на поверхность почвенного субстрата. Был предложен подход, при котором нанесение полимерных рецептур осуществлялось на мульчирующий слой кварцевого песка (МСП) толщиной не более 0,5 см. Норма расхода раствора полимера составила 2,5 л/м2. Было показано, что МСП позволяет снизить засоленность верхнего слоя почвы и, следовательно, уменьшить контакт полимерного мелиоранта с неорганическими солями, входящими в состав почвенного субстрата. Формирование устойчивого защитного полимер-песчаного покрытия наблюдалось преимущественно для ксантановой камеди (КсК) и ПВС, однако для менее засоленной почвы устойчивое покрытие удалось получить и для ГИПАН. Полученные полимер-песчаные корки на основе КсК и ПВС были протестированы на воздухо- и водостойкость (модель ветровой и водной эрозии). Показано, что их использование в комбинации с МСП позволяет заметно снизить вынос почвенного покрова в процессе воздействия внешних сил. Было показано, что формирующиеся покрытия способны восстанавливаться после механических повреждений и нарушения целостности, что достигается посредством повторной обработки покрытия водой. Результаты лабораторных исследований по определению острой токсичности полимерных соединений и на дождевых червях вида Eisenia fetida показали, что для ПДАДМАХ величина LC50 составила 2350,655 мг/кг, а для ГИПАН величина LC50 для очевидно превышает 1000 мг/кг. Для ПДАДМАХ сублетальные эффекты отмечались при концентрации полимерного соединения свыше 1000 мг/кг, а для ГИПАН не были отмечены. Оба полимерных соединения, ПДАДМАХ и ГИПАН, относятся к практически не токсичной химической продукции (не классифицируется). Применение интерполиэлектролитных комплексов (ИПЭК) в засоленных почвах неизменно улучшало механическую прочность и устойчивость к водной и ветровой эрозии, превосходя контрольный вариант и отдельные полимеры. Наилучшие результаты показали обработки 1% и 2% ИПК, демонстрируя свой потенциал в качестве эффективных добавок для укрепления сильно деградированных засоленных почв и создания более благоприятных условий для микробной активности. Эти результаты подтверждают, что ИПК могут способствовать восстановлению засоленных почв, улучшая как физическую целостность поверхности, так и биологическую функциональность этих почв. Таким образом, все поставленные в проекте задачи успешно решены: разработан эффективный метод мелиорации и противоэрозионной защиты засолённых почв аридной зоны с применением мульчирующего слоя, отделяющего засолённую почвы от фиксирующей полимерной плёнки. | ||
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".