Ученые получили водорастворимое стеклянное удобрение

Сельскохозяйственные удобрения играют важнейшую роль в обеспечении населения планеты продовольствием, восстановлении плодородия почвы и поддержании урожайности культур.

Использование сельскохозяйственных химикатов увеличивается. По оценкам Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, в 2020 году мировой спрос на удобрения превысил 200 млн метрических тонн. Но зачастую полезные свойства питательных веществ теряются в результате вымывания в грунтовые воды и выбросов в атмосферу. Это требует частого повторного применения удобрений, что параллельно создает экологические проблемы — например, загрязнение водных путей или выделение парниковых газов.

Чтобы повысить эффективность доставки питательных веществ, исследователи Университета Сан-Паулу разработали водорастворимое многокомпонентное стеклянное удобрение, предназначенное для контролируемого высвобождения питательных веществ.

Ученые синтезировали стекло, состоящее из нескольких микро- и макроэлементов, таких как фосфор, калий и кальций, измельчили его на мелкие (до 0,85 мм) и крупные (до 2 мм) частицы и добавляли в воду или буферный раствор, имитирующий почву. Было обнаружено, что каждое питательное вещество высвобождается из стеклянных частиц обоих размеров и диффундирует в растворы стабильно в течение 100 часов с незначительными колебаниями.

Затем питательный раствор удобрений и эквивалентное ему количество стеклянных шариков было внесено в почву, засеянную обычным газоном. В результате исследования было показано, что питательный раствор, который вносился только один раз, сразу же стимулировал рост растений, но эффект быстро ослабевал. Однократное применение стеклянного удобрения поддерживало рост растений независимо от размера частиц, хотя общий рост зависел от дозировки шариков. Ученые также подтвердили отсутствие экотоксичности стеклянного удобрения на семенах салата и лука.

Таким образом, результаты исследования показали, что удобрения в подобном формате могут быть адаптированы к потребностям растений, медленно и устойчиво высвобождая питательные вещества для повышения урожайности без ущерба для качества почвы, а также являются эффективной альтернативой традиционным удобрениям с меньшим воздействием на окружающую среду.

Содержание питательных веществ в почве оказывает огромное влияние на рост, развитие и урожай сельскохозяйственных растений. На качество и количество будущего урожая также влияют присутствующие в почве фитопатогенные грибы и нематоды. В аккредитованных лабораториях Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования почвы и других образцов подкарантинной продукции на наличие особо опасных патогенов растений.

Источник: José Hermeson da Silva Soares et al, Design and Performance of a Multicomponent Glass Fertilizer for Nutrient Delivery in Precision Agriculture, ACS Agricultural Science & Technology (2025). DOI: 10.1021/acsagscitech.4c00243