Ученые СПбГУ создали абсорбирующий полимер из коровьего навоза для борьбы с дефицитом влаги в агропочвах

Результаты исследования опубликованы в ACS Sustainable Chemistry & Engineering

Сохранение влаги в почве в достаточном количестве — один из ключевых факторов роста растений и обеспечения устойчивого функционирования агроэкосистем. Способы сохранения воды с помощью полимеров эффективно повышают водоудерживающую способность почвы, помогая растениям сохранять влагу в засушливых условиях, тем самым способствуя их росту и выживанию, а также внося вклад в устойчивое развитие сельского хозяйства засушливых регионов Земли.

Полимерные соединения способны связывать и удерживать большое количество воды. Так, полимеры впитывают воду, которая попадает в почву, и сохраняют ее внутри своей структуры. При необходимости, например в периоды засухи в южных регионах, растения могут использовать эту запасенную воду как резерв. Сегодня полимеры в виде порошков, гранул или суспензий активно используются в удобрениях для улучшения характеристик почвы. Некоторые из наиболее распространенных полимеров включают акриламиды, полиакриламиды, полиэтиленгликоли и полисахариды.

Санкт‑Петербургский государственный университет — «главный китайский университет» в России, который активно содействует развитию сотрудничества между Российской Федерацией и Китайской Народной Республикой. В этом году ректор СПбГУ Николай Кропачев был удостоен государственной награды Китайской Народной Республики для иностранных граждан — медали Дружбы КНР. Награда вручается иностранным гражданам, внесшим особый вклад в государственное строительство, модернизацию и развитие Китая.

Сегодня СПбГУ активно сотрудничает со многими научными организациями Китая: за последние пять лет ученые Университета выпустили свыше 1200 публикаций с коллегами из более чем 250 научных центров Китая. В 2024 году в Университете открыли российско-китайский Центр нейтрализации углерода.

В центре Харбина в ближайшее время будет введен в эксплуатацию совместный кампус СПбГУ и Харбинского политехнического университета. Президент Российской Федерации Владимир Владимирович Путин в мае 2024 года в ходе визита в Харбинский политехнический университет отметил, что образовательный центр СПбГУ и ХПУ станет одним из флагманов российско‑китайского сотрудничества. Также в Харбине действует представительство Санкт‑Петербургского государственного университета.

Однако нынешняя технология их производства имеет некоторые ограничения. Для подготовки таких материалов необходимо использовать химические соединения, поэтому ученые ищут возможности оптимизации этой технологии для ее дальнейшего совершенствования и снижения возможных негативных последствий на экологию.

Биологи Санкт‑Петербургского университета совместно с китайскими учеными в рамках деятельности НЦМУ «Агротехнологии будущего» разработали новый полимер на основе коровьего навоза. Как показали исследования, водоудерживающая способность почвы с добавлением полимера увеличивается в 2‑3 раза по сравнению с исходной, а эффект водоудержания сохраняется до 120 часов.

Этот экологичный полимер синтезируется с использованием лигноцеллюлозы. Эта биомасса в большом количестве содержится в коровьем навозе и позволяет обогащать почву полезными элементами и удерживать влагу. Поскольку сырьем для технологии служат сельскохозяйственные отходы, стоимость производства невысока, поэтому наша разработка может эффективно использоваться в сельском хозяйстве.

Исполняющий обязанности заведующего кафедрой прикладной экологии СПбГУ, профессор СПбГУ Евгений Абакумов

Как отметил ученый СПбГУ, данная разработка также будет способствовать решению проблем с утилизацией навоза, которая может быть у крупных агрохолдингов. Лигноцеллюлоза, которую используют биологи Университета при производстве полимера, представляет собой растительное сухое вещество — это наиболее доступное сырье на Земле для производства биотоплива (преимущественно этанола). Добывается эта биомасса из различных источников, в том числе из леса, сельскохозяйственных культур, отходов деревообрабатывающей промышленности и даже бытовых отходов.

Разработанный биологами СПбГУ материал обладает высокой экологической адаптивностью, подходит как для кислых, так и для щелочных почв. Также полимер улучшил пористую структуру почвы и устойчивость растений к засухе, продлевая время их выживания в условиях дефицита воды и увеличивая вес свежих растений почти в 2,5 раза.

Санкт‑Петербургский государственный университет — старейший университет России — был основан 28 января (8 февраля) 1724 года, когда Петр I издал указ об учреждении Университета и Российской академии наук. Сегодня СПбГУ — научный, образовательный и культурный центр мирового уровня. В 2024 году Санкт‑Петербургский университет отмечает свой 300‑летний юбилей.

План мероприятий в рамках празднования юбилея Университета был утвержден на заседании оргкомитета по празднованию 300‑летия СПбГУ, которое провел заместитель председателя Правительства РФ Дмитрий Николаевич Чернышенко. Среди таких мероприятий — присвоение малой планете имени в честь СПбГУ, выпуск банковских карт со специальным дизайном, брендирование самолета авиакомпании «Россия» и многое другое. В честь 300‑летия Санкт‑Петербургского государственного университета в почтовое обращение вышла марка, на которой изображены здание Двенадцати коллегий и памятник графу С. С. Уварову. Также с космодрома Байконур была запущена ракета «Союз» с символикой Университета.

По решению губернатора Санкт‑Петербурга Александра Дмитриевича Беглова 2024 год в Северной столице объявлен годом Санкт‑Петербургского университета. В день 300‑летия СПбГУ на Ростральных колоннах зажгли факелы. Дворцовый мост украсили флаги Университета, а общественный транспорт — его символика. В мае 2024 года Университет впервые принял участие в праздновании Дня города и стал отдельной площадкой для мероприятий. Также СПбГУ запустил сайт, посвященный юбилею, с информацией о выдающихся универсантах, научных достижениях и подробностях празднования.