АГРОТЕХНОЛОГИИ
Гидрогель против засухи В Татарстане разработан гидрогель «Аквасин», позволяющий повысить урожайность засушливых посевов в несколько раз
28
Ноябрь 2021 The Chemical Journal
АГРОТЕХНОЛОГИИ
Равиль Гилязов
П
очти вся территория России находится в зоне рискованного земледелия. Здесь часты возврат засухи или переувлажнения и как следствие — неурожайные годы. Выращивание большинства многолетних культур невозможно. Области с благоприятными условиями для сельского хозяйства — Северный Кавказ, Центрально-Черноземный район, Среднее Поволжье — занимают небольшое пространство, чуть более 5% территории страны. По обеспеченности теплом и влагой Россия значительно уступает многим странам. Агроклиматический потенциал США выше более чем в 2,5 раза, Франции — в 2,25, Германии — в 1,7, Великобритании — в 1,5 раза. В Российской Федерации 35% посевных площадей (около 45 млн. га) находится в степных засушливых
районах со среднегодовым количеством осадков 250–420 мм. В последние годы проблема влагообеспеченности почв в средней полосе Российской Федерации обострилась в связи с резким изменением климата и увеличением засушливого периода. Результатом изменений становится дальнейшая концентрация производства в южных регионах и крупных агрохолдингах, при этом огромные территории испытывают упадок, усиливается депопуляция. Вместе с тем, российское правительство рассчитывает на дальнейшее увеличение производства и экспорта зерна, в частности за счет роста урожайности в традиционных зерновых регионах и возвращения в оборот ранее заброшенных посевных площадей. Для решения обеих задач необходимо повысить влагонаполнение почв.
При использовании гидрогеля «Аквасин» около 95% воды находится в форме, доступной для растений, срок действия полимера в почве — 3–5 лет.
Известно достаточное количество агротехнологий, позволяющих эффективно бороться с засухой, но практически во всех случаях речь идет о применении мер защиты почв от водной и ветровой эрозии в сочетании с применением влагосберегающих методов и материалов.
Гидрогели Наиболее эффективным способом решения проблемы влагонаполнения
Гидрогель выступает носителем средств защиты растений. На фото слева: перед высевом в почву был внесен гидрогель с гербицидом. Справа: высадка в необработанную почву.
The Chemical Journal Ноябрь 2021
29
АГРОТЕХНОЛОГИИ
(a)
(b)
Пример применения гидрогеля при выращивании саженцев гевеи. На обоих участках отсутствовал полив в течение 6 месяцев, однако на (а) не применялся, а на (b) применялся гидрогель.
почвы является использование супераб- и поглощает, таким образом, не тольсорбирующих полимеров — гидрогелей. ко осадки в виде дождя, но и влагу, поГидрогели способны многократно ступившую при поливе, если она добыувеличивать объем в результате набуха- та из артезианских скважин. ния, обладают высокой водосорбирующей способностью, обеспечивая более Принцип работы рациональное использование минеральных удобрений и средств защиты Принцип воздействия гидрогеля «Акварастений, а также способны значитель- син» следующий: при внесении в почно повысить экологическую чистоту венный корнеобитаемый слой частицы геля располагаются в порах и при посельскохозяйственного производства. ООО «ПКФ «Сингер» (г. Казань) раз- ступлении влаги набухают, обеспечивая работана технология и налажено про- тем самым прирост влажности по срав-
момент может взять влаги ровно столько, сколько ему нужно. Внесение гидрогеля «Аквасин» в почву и смеси одновременно с семенами значительно увеличивает процент всхожести, сокращает время прорастания, растение лучше растет и развивается, обильнее и дольше цветет, лучше выглядит. Применение гидрогеля «Аквасин» в засухоустойчивой местности, на иссушенных почвах, в горной местности, на откосных полях, на землях, где велись разработки, а также в пустынях позволяет рационально улучшить окруПрименение гидрогеля «Аквасин» позволяет в 5–6 раз жающий пейзаж и ускорить восстановснизить необходимость в поливе. ление естественной среды для данной местности. Гидрогель «Аквасин» преизводство полимерных суперабсорбен- нению с необработанной почвой, при пятствует утечке воды и эрозии почвы, тов — гидрогелей нового поколения этом создаются благоприятные условия а, следовательно, препятствует и заспециальной модификации для сельско- для роста и развития растений. При вы- грязнению воды в водоемах. го и лесного хозяйства, овощеводства, сыхании гидрогель принимает перворастениеводства и смежных областей. начальный кристаллический вид и го- Преимущества тов к новому циклу при последующем Гидрогель получил название «Аквасин». Применение суперабсорбента «АкваСуперабсорбент гидрогель «Ак- увлажнении почвы. Показатель поглощения воды гид- син» в сельском хозяйстве позволяет васин» представляет собой гранулы сшитого сополимера калиевой и ам- рогелем «Аквасин» напрямую зависит достичь следующих улучшений: монийной солей акриловой кислоты. от состава воды и почвы. Внесенный • повышение водоудерживающей способности почв; Модификация «Агро» предназначена в почву гидрогель «Аквасин» улучшает для безопасного и эффективного вве- ее свойства, делая глинистую почву бо- • уменьшение гравитационного стока влаги; лее рыхлой, а песчаную — комковатой. дения в почву. Гидрогель «Аквасин» превращает грун- • аккумуляция в почве конденсированСвойства ной в поровом пространстве влаги, товую пыль в устойчивые большие грачто особенно актуально для регионов нулы, предохраняя почву от образоваОтличительные свойства модифика- ния корки на ее поверхности. Свойство со значительными суточными колебации «Агро» — быстрая и объемная впи- многократного впитывания и постениями температуры и влажности; тываемость влаги. За несколько ми- пенной отдачи воды гидрогелем «Ак- • повышение полевой всхожести нут гель поглощает жидкости в 400 раз васин» улучшает структуру почвы, десемян; больше своего веса. лая ее пористой и воздухопроницаемой, • нанесение на семена (инкрустация Затем материал полноценно отдает что в свою очередь содействует увелисемян); влагу растениям — до 95% от поглощен- чению качества и количества урожая. • повышение устойчивости растеного объема. Поскольку разработанная ний к почвенной засухе нанесением Растения, которые не любят частомодификация имеет более высокие по- го полива, гибнут из-за того, что вода на корни рассады овощных культур, казатели впитываемости и удержания занимает поры, проводящие воздух. требовательных к влаге в начальный в сравнении с аналогами, то имеет ме- В случае применения гидрогеля «Акпериод роста; сто пониженный расход продукта. Ма- васин» чувствительные поры оказыва- • повышение эффективности дейтериал имеет универсальную комби- ются свободны. Гидрогель «Аквасин» ствия химикатов; нацию размеров гранул для широкого заберет из них все излишки воды, воз- • использование полимера как мелиоиспользования. ранта песков; никающие при поливе, и тем самым Полученный гидрогель способен снимает проблему как недостатка, так • о р г а н и з а ц и я в о д о у д е р ж и в а впитывать минерализованную воду и избытка влаги. Растение в любой ющих экранов, предотвращающих 30
Ноябрь 2021 The Chemical Journal
АГРОТЕХНОЛОГИИ Схема 1. Динамика роста растений с использованием и без использования гидрогеля.
День посадки
АКВАСИН в цифрах
1 кг на 5 лет 6 день
500 рублей
200 или 40 98%
саженцев винограда саженцев яблонь или кустов
приживаемость
>400
аБСОрБция
35 день
Рис. 1. Технология внесения гидрогеля: смешать с водой, вылить в яму перед пересадкой саженца, поместить саженец с грунтом.
ДЕШЕВЛЕ
импортных аналогов
The Chemical Journal Ноябрь 2021
31
АГРОТЕХНОЛОГИИ
Границы климатических климатических поясов Границы поясов АРКТИЧЕСКИЙ ПОЯС ПОЯС АРКТИЧЕСКИЙ климат арктических арктических пустынь пустынь ии тундр тундр 11 —— климат СУБАРКТИЧЕСКИЙ ПОЯС ПОЯС СУБАРКТИЧЕСКИЙ Области субарктического субарктического климата климата Области 2а —— морскаятундра морскаятундра 2а 2б —— резко резко континентальная континентальная северная северная тайга тайга 2б лесотундра, горная горная тундра тундра ии лесотундра,
Границы Границы климатических климатических областей областей
УМЕРЕННЫЙ ПОЯС УМЕРЕННЫЙ ПОЯС Области умеренного Области умеренного континентального континентального климата климата За — За — тайга тайга сс избыточным избыточным увлажнением увлажнением смешанных смешанных лесов лесов ии лесостепей лесостепей 3б — области с достаточным увлажнением 3б — области с достаточным увлажнением Зв — Зв — степ степ сс недостаточным недостаточным увлажнением увлажнением Области Области континентального континентального климата климата 4а — тайга и лесостепи с достаточным 4а — тайга и лесостепи с достаточным увлажнением увлажнением 4б — 4б — степи степи сс неустойчивым неустойчивым увлажнением увлажнением
Граница ГраницаРосии Росии Области Областирезко резкоконтинентального континентальногоклимата климата 5a 5a——сухие сухиеполупустыни полупустыни 5б 5б——тайга тайгассустойчивым устойчивымувлажнением увлажнением Области Областиклимата климатасмешанных смешанныхлесов лесовДальнего ДальнегоВостока Востока 6а — морской климат 6а — морской климат 6б — муссонный климат 6б — муссонный климат переувлажненные переувлажненныерайоны районы засушливые засушливыерайоны районы зона с комфортным зона с комфортнымусловиями условиями
Почти вся Россия является зоной рискованного земледелия с засухами или переувлажнением. Благоприятными для сельского хозяйства являются чуть более 5% территории страны.
вторичное засоление почв грунто- • В 5–6 раз снижает необходимость выми водами; в поливе. • использование водных экранов на- • Размер частиц от <0,5 мм до >2,5мм. бухшего полимера в качестве депресПрименение сора испарения почвенной влаги; • разуплотнение почв. Суперабсорбент «Аквасин» хорошо заСпособ применения рекомендовал себя в следующих сферах. • Сельское хозяйство (зерновые, корОбычно гидрогель смешивается с грунмовые культуры и травы, овощетом до заполнения им емкостей. Сущеводство, предотвращение эрозии, ствует 2 метода смешивания: освоение засушливых земель, восста1. Сухой метод. Смешивание произновление пастбищ). водят из расчета 1 кг гидрогеля на 1 ку- • Тепличные и парниковые хозяйства. бический метр почвы. • Садоводство и огородничество, 2. Влажный метод. Гель разводят цветоводство. в воде или растворе удобрения, выдер- • Лесное хозяйство (восстановление живают около часа и добавляют в почлесов, лесополосы). ву из расчета 300–500 г сухого продук- • Питомники растений. та на 1 кубический метр почвы. Затем • Спортивные поля (футбольные, для тщательно перемешивают. гольфа). • Аэродромные поля малой авиации. «Аквасин» в цифрах • Озеленение городов, ландшафтный дизайн (газоны, парки, скверы, • Около 95% воды находится в форме, склоны, кашпо). доступной для растений. • Транспортировка и хранение цветов, • Абсорбция в условиях свободного рассады, саженцев, сельхозпродукции. набухания не менее 400 мг/л. • Выращивание грибов. • Срок действия полимера в почве — Пилотное производство 3–5 лет. • На 100% нетоксичный. Мощность производства гидроге• Приживаемость 98%. ля в Казани к 2021 году составляет • Величина рH 6. 32
50 т продукции в месяц, планируется кратное увеличение объемов производства в связи с ростом потребительского спроса.
Испытания К настоящему времени успешно проведены натурные испытания в различных регионах страны — в Республике Татарстан, Липецкой, Воронежской областях, Республике Крым (ФГБУН «Всероссийский национальный научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия «Магарач» РАН, ООО «Жемчужина»), в ФГБНУ «Агрофизический научно-исследовательский институт», в ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства». Получены положительные результаты испытаний. По своим характеристикам гидрогель «Аквасин» не уступает лучшим зарубежным аналогам, отличаясь от них формулой, и имеет привлекательное ценовое предложение. ООО «ПКФ Сингер» предоставляет всем заинтересованным организациям, садоводам и фермерам полную информацию и рекомендации по применению суперабсорбента «Аквасин», созданному и выпускаемому по российским технологиям. Ноябрь 2021 The Chemical Journal
АГРОТЕХНОЛОГИИ
The Chemical Journal Ноябрь 2021
33