«Твердая вода» – ответ ученых ВГУ на проблему засухи

Засушливый климат – это проблема многих регионов как в Воронежской области, так и в стране в целом. Слабая орошаемость почвы существенно влияет на плодородность земель и сельскохозяйственных угодий. Химики Воронежского государственного университета предложили решение данной проблемы: вместо обычного полива вносить в почву специальный сорбент. Впитавшие воду гранулы будут отдавать влагу растениям. Таким образом значительно сокращаются затраты воды необходимые на орошение.

Разработка данной технологии имеет свою историю. Сначала она была предложена мексиканским ученым Серхио Веласко и называлась Solid Rain. Она могла бы решить проблему полива, но, несмотря на все преимущества, оказалось очень дорогостоящей.

Сейчас данным исследованием занимаются ученые кафедр аналитической химии (заведующий – профессор Владимир Селеменев) и общей и неорганической химии (заведующий – профессор Виктор Семенов) Воронежского государственного университета, инициатором проекта выступил ректор вуза Дмитрий Ендовицкий. Непосредственно синтезом новых сорбентов занимается профессор кафедры химии высокомолекулярных соединений и коллоидов Вячеслав Кузнецов. Полевые испытания препарата были проведены на опытных участках ВГАУ им. императора Петра I под руководством профессора Алексея Лукина.

Препарат представляет собой небольшие по размеру гранулы, один килограмм которых способен поглощать в себя около 500 литров воды, при этом сами гранулы увеличиваются примерно в 100 раз. Действие сорбента основано на свойствах воды. Вода попадает в матрицу полимера, образуя связи с ее стенками, и приобретает структуру льда, что позволяет ей закрепляться в сорбенте. Именно поэтому полимер носит название «твердая вода». Когда уровень влажности вокруг гранулы понижается, связи с матрицей рвутся, меняется структура жидкости, из-за чего она поступает в почву.

Профессор Владимир Селеменев отмечает, что: «Для того чтобы начать орошение, необходимо «засеять» сорбентом поле, затем обильно полить его водой. После этого полимер начинает работать в автоматическом режиме, поддерживая необходимый для растения уровень влажности. Когда данный уровень падает ниже определенного порога, гранулы будут отдавать воду в почву. А при дожде вновь набухать, впитывая ее.

Одного заполнения полимера водой может хватить на весь вегетационный период. При этом, плюсом является то, что гранулы не вымываются из почвы, благодаря чему срок их действия может составлять от пяти до десяти лет. В зависимости от типа растения в почву вносится разное количество сорбента и, соответственно, разное количество воды».

Разработка ученых университета имеет ряд преимуществ перед зарубежными аналогами. Первое – стоимость. Благодаря новому способу получения сорбента, которого добились в вузе, стоимость «твердой воды» будет значительно ниже, чем у аналогов – всего 10-12 долларов за килограмм, в то время как стоимость зарубежного препарата достигает до 20 долларов и выше.

Второе преимущество – разработка российских ученых способна поглощать из почвы не только воду, но и микроэлементы и водорастворимые удобрения. Таким образом, при поглощении влаги из сорбента корни растений могут насыщаться и питательными веществами. Стоит также отметить, что этот метод орошения экологичен, он исключает заболачиваемость и засоление почвы, которая может происходить при обычном поливе. Ученые вуза привнесли в разработку сорбента и свое ноу-хау, технологию, которая важна для применения «твердой воды» в России – гранулы сорбента не распадаются зимой, поэтому их не нужно удалять с полей в холодное время года.

Несомненным преимуществом сорбента типа «твердая вода» по сравнению с обычным капельным поливом является экономическая эффективность его применения. При использовании полимера сокращается потребление влаги при поливе растений, частота полива и объем воды более чем на 50%. Кроме того, водорастворимые удобрения, средства защиты растений, поглощенные полимером, не вымываются из почвы, что сокращает экономические затраты.
«Твердая вода» может стать незаменимым препаратом при выращивании сельскохозяйственных культур в засушливых районах, например, таких как юг Воронежской области, Волгоградская и Астраханская области, а также Джанкойский район Республики Крым, над которым шефствует Воронежская область.