Исследователи из Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра РАН (СПб ФИЦ РАН) разработали метод получения из органических озерных отложений (сапропеля) гумусовых кислот, которые служат источником для создания препаратов, повышающих урожайность сельхозкультур. Полученные из сапропеля кислоты оказались по основным характеристикам лучше существующих аналогов, которые выделяют из древесины, угля или торфа. Результаты работы опубликованы в научном издании Agriculture Digitalization and Organic Production.
Сапропель (греч. «глинистый ил») представляет собой донные отложения, которые образуются из останков различных живых организмов (растений и планктона). Эти вещества обладают рядом свойств, которые оказывают положительное влияние на продуктивность сельскохозяйственных культур. Польза сапропеля заключается в том, что он содержит ряд важных органических соединений разнообразной химической природы, для улучшения метаболизма растений и питания микроорганизмов в почве, среди которых – гуминовые кислоты и фульвокислоты. В составе данных двух фракций имеются витамины, микроэлементы и прочие биологически активные вещества гормоноподобного типа.
Однако необработанные донные отложения могут создать особую пленку, которая препятствует проникновению в землю кислорода, что приводит к деградации растений, а местность начинает заболачиваться. Поэтому для эффективного использования сапропелей нужно проводить их тщательную очистку от различного рода примесей.
“Мы разработали методику, которая позволила провести очистку сапропелей и выделить две фракции органических соединений – гуминовых и фульвовых кислот. Сегодня эти вещества широко применяются в качестве основы для биодобавок, повышающих урожайность растительных симбиокультур”, – рассказывает младший научный сотрудник СПб ФИЦ РАН Ян Пухальский.
Пробы для проведения исследования были собраны в ходе экспедиций, которые проводились последние два года на озерах в Псковской области под руководством ведущего научного сотрудника лаборатории комплексных проблем лимнологии СПб ФИЦ РАН Алексея Митюкова.
Для выделения полезных веществ из собранных в экспедициях образцов сапропеля исследователи разработали специальную технологию. Сначала пробы были очищены от примесей с помощью ультразвуковой установки, созданной ранее учеными СПб ФИЦ РАН. Затем лишние компоненты отделялись с использованием последовательной серии кислотно-щелочной экстракции (ученые применяли смесь пирофосфата, серной и азотной кислоты в определенном соотношении). В результате получились фракции гуминовых и фульвовых кислот, для которых исследователи провели полный элементный и биохимический анализы.
Результаты этой работы показали, что содержание углерода - этот показатель является одним из основных параметров полезности при создании добавок для повышения урожайности – в гуминовых кислотах, полученных из сапропели составляет около 28%. Тогда как аналогичные технологии, с помощью которых гуминовые кислоты сегодня активно синтезируют из древесины, угля и торфа, демонстрируют концентрацию углерода на уровне – от 18 до 20%.
“Таким образом, мы предлагаем технологию получения более эффективного сырья для растениеводства закрытого и открытого грунта. Фонд сапропелевых месторождений в водоемах только Северо-Запада России очень велик, но к настоящему времени либо заброшен, либо еще слабо разработан. Его добыча представляет не только коммерческий интерес, но и во многих случаях служит природоохранным (экологическим) мероприятием, позволяющим очистить и углубить озерную ванну”, – отмечает научный сотрудник лаборатории гидрохимии СПб ФИЦ РАН Святослав Лоскутов.
Результаты исследований были представлены на VII Международной конференции по гуминовым инновационным технологиям «Гуминовые вещества и технологии выживания» (HIT–2022).
Справка по объему сапропеля в озерах Северо-Запада РФ: По данным ученых СПб ФИЦ РАН, только в озерах Новгородской области по предварительным данным находится более 3 млн кубометров сапропеля, в Ленинградской области - почти 2 млн кубометров, в Псковской области - более 8 млн кубометров.
