Научный взгляд: могут ли сточные воды стать средой для выращивания салата

Городское сельское хозяйство имеет потенциал для улучшения продовольственной безопасности за счет местного эффективного и устойчивого производства продуктов питания. Примерами городских продовольственных систем являются гидропоника, где растения выращиваются в питательном растворе без почвы, и аквапоника, высокотехнологичный способ ведения сельского хозяйства, сочетающий аквакультуру и гидропонику.

В одном из недавних исследований Иллинойсского университета (США) рассматривается использование сточных вод аквапоники в качестве среды для выращивания салата-латука Lactuca sativa в гидропонной системе. Такая практика потенциально может создать круговую экосистему для переработки органических отходов и производства продуктов питания.

Исследователи протестировали сточные воды двух аквапонных систем в сочетании с жидким остатком гидротермального сжижения (HTL), новой технологии, которая преобразует влажную биомассу в биосырье посредством процесса с высокой температурой и высоким давлением. В результате гидротермального сжижения образуются сточные воды, называемые водной фазой гидротермального сжижения (HTL-AP), которые богаты питательными веществами и могут быть использованы в качестве удобрения.

В ходе исследования семена салата-латука на 10 дней поместили в пластиковые пакеты Ziploc на бумажные полотенца, пропитанные растворами сточных вод, и измерили скорость прорастания и роста семян. Было протестировано 32 опытных раствора, сочетающих различные процентные содержания от 1 до 10% HTL-AP со сточными водами из аквапонных систем. В качестве контрольных растворов в испытаниях были использованы стандартные гидропонные удобрения и деионизированная вода.

Ранее исследователи показали, что можно выращивать салат-латук гидропонным методом, используя очищенные сточные воды, однако он растет не так быстро и эффективно, что, вероятно, связано с присутствием некоторых токсичных соединений, подавляющих рост растений и недостаточным количеством питательных веществ в доступной для растений форме.

В ходе исследования было обнаружено, что растворы, содержащие до 8% HTL-AP, пригодны для роста растений, по крайней мере, на стадии прорастания. Этот вывод позволяет перерабатывать отходы, которые в противном случае отправлялись бы на очистные сооружения, что отнимало бы ресурсы, или сбрасывались бы в окружающую среду, вызывая загрязнение.

Таким образом, сточные воды аквапоники могут дополнить или даже заменить стандартные жидкие удобрения, хотя необходимо провести дополнительные исследования, чтобы обеспечить правильное сочетание сточных вод для адекватного питания гидропонных культур. Ученые также изучат вопросы безопасности продуктов питания, поскольку некоторые источники сточных вод могут содержать тяжелые металлы, токсичные для человека.

Исследователи пришли к выводу, что крайне важно найти альтернативные источники питательных веществ, чтобы повысить кругооборот глобальных систем производства продуктов питания, а также снизить зависимость от химических удобрений, получаемых из ископаемого топлива.

В последние годы производители сельскохозяйственных культур ищут способы снижения использования химических удобрений и средств защиты растений. Альтернативой в этом случае становится использование феромонных ловушек и агентов биологической защиты в борьбе с вредителями. Научные разработки Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») в направлении синтеза феромонов обеспечивают надежную защиту сельскохозяйственных культур в Российской Федерации в отношении ряда карантинных и некарантинных вредителей.

Источник: Liam P. Reynolds et al, Investigating the Impacts of Wastewaters on Lettuce (Lactuca sativa) Seed Germination and Growth, Agriculture (2024). DOI: 10.3390/agriculture14040608