Биогумус — природное удобрение, обеспечивает растения полезными элементами, повышает урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Он состоит из органики, переработанной дождевыми червями и другими организмами (грибами, бактериями, насекомыми). Качественно гранулированный биогумус не требует особых условий транспортировки, долго хранится без потери своих свойств, его можно вносить в почву не вручную, а при помощи специальных сеялок. Однако существующие методы гранулирования несовершенны: одни не обеспечивают максимальной прочности гранул, а другие требуют применения вредных веществ, которые накапливаются в почве. Ученые ПНИПУ модифицировали один из методов: теперь при невысокой стоимости можно получать прочные, не отсыревающие и безопасные для почвы гранулы биогумуса.
Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». На исследование выдан патент № 2804199.
Для получения гранул биогумуса политехники смешали исходную земельную смесь с водным раствором гидрокарбоната натрия в определенной концентрации и пропустили через специальное устройство — экструдер с фильерами (формы с отверстиями) 7 мм. Затем гранулировали путем вращения в специальном барабане при температуре 25-50 градусов Цельсия. Высушили при температуре 90-100 градусов Цельсия и просеяли, отделив гранулы нужного размера. Гранулы менее 3 мм измельчили и вернули на стадию смешения.
— Использование экструдера упрощает начальное образование гранул, позволяет добиться однородного состава. Благодаря пропуску смеси через фильеры 7 мм получается прессат, который эффективнее окатывается и после сушки соответствует размеру установленной товарной фракции 3-6 мм, — рассказывает младший научный сотрудник кафедры химических технологий ПНИПУ Павел Сковородников.
Затем ученые исследовали характеристики полученного биогумуса: прочность гранул проверяли в двухкамерном барабане с приводом, а гигроскопичность (способность поглощать и удерживать влагу из воздуха) — выдержкой в течение 120 часов при влажности атмосферы 98%. Гранулы показали следующие результаты: статическая прочность — 4,8 МПа, динамическая прочность — 98 %, гигроскопичность — 0,5 %.
— Наш метод позволяет получать качественный, стойкий к транспортировке и длительному хранению гранулированный биогумус. При этом стоимость метода невысока, поскольку мы подобрали недорогие сырьевые материалы, добились небольшого расхода связующего вещества. Повторное использование некондиционной фракции (гранул размером менее 3 мм) минимизирует потери ценного сырья, — отмечает кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ Мария Черепанова.
Без использования удобрений достичь высокой урожайности, особенно в условиях промышленного сельского хозяйства, невозможно. Внесение биогумуса в почву способно восстановить или даже значительно повысить её плодородность, улучшить качественные и количественные показатели сельскохозяйственных культур.
Для справки:
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн. рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % — региональные университеты.