АГРОТЕХНОЛОГИИ
Гидрогель против засухи В Татарстане разработан гидрогель «Аквасин», позволяющий повысить урожайность засушливых посевов в несколько раз
30
Сентябрь 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 Сентябрь 2021
31
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 • орг а н из а ц и я в одоу держ и в а ю впитывать минерализованную воду и избытка влаги. Растение в любой щих экранов, предотвращающих 32
Сентябрь 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 Сентябрь 2021
33
АГРОТЕХНОЛОГИИ
Границы климатических поясов Границы климатических поясов АРКТИЧЕСКИЙ ПОЯС АРКТИЧЕСКИЙ ПОЯС — климат арктических пустынь и тундр 1 — 1климат арктических пустынь и тундр СУБАРКТИЧЕСКИЙ ПОЯС СУБАРКТИЧЕСКИЙ ПОЯС Области субарктического климата Области субарктического климата — морскаятундра 2а —2аморскаятундра — резко континентальная северная тайга 2б —2брезко континентальная северная тайга и лесотундра, горная тундра и лесотундра, горная тундра
Границы климатических областей Границы климатических областей
УМЕРЕННЫЙ ПОЯС УМЕРЕННЫЙ ПОЯС Области умеренного континентального климата Области умеренного континентального климата — тайга с избыточным увлажнением смешанных лесов За —Затайга с избыточным увлажнением смешанных лесов и лесостепей и лесостепей — области с достаточным увлажнением 3б —3бобласти с достаточным увлажнением — степ с недостаточным увлажнением Зв —Звстеп с недостаточным увлажнением Области континентального климата Области континентального климата — тайга и лесостепи с достаточным увлажнением 4а —4атайга и лесостепи с достаточным увлажнением — степи с неустойчивым увлажнением 4б —4бстепи с неустойчивым увлажнением
Граница Росии Граница Росии Области резко континентального климата Области резко континентального климата — сухие полупустыни 5a 5a — сухие полупустыни — тайга с устойчивым увлажнением 5б 5б — тайга с устойчивым увлажнением Области климата смешанных лесов Дальнего Востока Области климата смешанных лесов Дальнего Востока — морской климат 6а 6а — морской климат — муссонный климат 6б 6б — муссонный климат переувлажненные районы переувлажненные районы засушливые районы засушливые районы зона с комфортным условиями зона с комфортным 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. 34
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. Сентябрь 2021 The Chemical Journal
АГРОТЕХНОЛОГИИ
The Chemical Journal Сентябрь 2021
35