Научный взгляд: чем заменить химические удобрения в гидропонных системах

Фосфор и азот, необходимые для роста растений, добавляют в химические удобрения, чтобы обеспечить надлежащий баланс и получить высокий урожай. Однако чрезмерное использование этих питательных веществ вызывает различные экологические проблемы.

В последнее время во многих странах мира набирает популярность движение за устойчивое развитие сельского хозяйства за счет рециркуляции фосфора и азота. В Японии правительством была поставлена цель сократить использование химических удобрений к 2050 году на 30%.

Исследовательская группа Высшей школы сельского хозяйства Университета Осака Метрополитен провела эксперимент по производству из органических отходов жидких удобрений в качестве замены химическим удобрениям.

Ученые заполнили реакторы нитрификации органическими отходами и водопроводной водой, а затем извлекли нитрифицированный биогазовый дигестат. В ходе исследования было проведено сравнение выхода фосфора и азота из каждого типа органических отходов. Данный экспериментальный метод позволил получить питательные растворы, способные заменить неэкологичные химические фосфор и азот.

Поскольку при традиционных методах производства удобрений фосфор часто не растворяется, в ходе исследования учеными был усовершенствован метод, повышающий растворимость фосфора. При понижении рН жидкого удобрения, полученного из отходов, фосфор растворяется, после чего рН восстанавливается до исходного уровня.

Ученые полагают, что раствором, полученным в ходе данного исследования, можно заменить до 100% азота и до 77% фосфора в жидких химических удобрениях.

Сокращение использования химических удобрений стало глобальной тенденцией, но гидропонные сельскохозяйственные системы сильно зависят от них. Результаты данного исследования будут способствовать развитию сельского хозяйства, ориентированного на переработку.

Во Всероссийском центре карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования по различным научным направлениям, таким как разработка методов диагностики вредных организмов и средств биологической защиты растений, производство шмелиных семей и другим. Ученые исследуют разнообразные подходы для получения урожая максимально высокого качества и приглашают к сотрудничеству в научной и практической сферах сельского хозяйства.

Источник: Satoru Sakuma et al, Substituting phosphorus and nitrogen in hydroponic fertilizers with a waste derived nutrients solution: pH control strategies to increase substitution ratios, Chemosphere (2024). DOI: 10.1016/j.chemosphere.2024.143805