В ЮФУ сделали шаг в сторону улучшения продовольственной безопасности
Ученые Южного федерального университета доказали пользу применения нанобиоугля в сельском хозяйстве. Это может быть многообещающим подходом к устойчивому производству сельскохозяйственных культур, улучшению здоровья почвы и ее биологических характеристик.
Разработка наукоемких технологий, методов и стратегий сохранения и восстановления почвенных ресурсов важная задача стратегии ЮФУ в рамках Программы «Приоритет 2030» и программы развития ЮФУ до 2030 года. Проект биологов и почвоведов ЮФУ «Nano-biochar: новое решение для устойчивого сельского хозяйства и восстановления окружающей среды» направлен на решение задачи создания принципиально новых материалов для целей устойчивого сельского хозяйства.
В устойчивом сельском хозяйстве защита окружающей среды от загрязнения —важнейшая цель производства, а наноматериалы гарантируют лучшее управление и сохранение ресурсов для получения сельскохозяйственной продукции. Потенциал наноматериалов способствует новой зеленой революции с меньшими рисками в сельском хозяйстве. Нанотехнологии помогают улучшить сельскохозяйственное производство за счет повышения эффективности вложений и сведения к минимуму соответствующих потерь.
Ученые Южного федерального университета доказали пользу применения нанобиоугля в сельском хозяйстве. Это может быть многообещающим подходом к устойчивому производству сельскохозяйственных культур и улучшению здоровья почвы, а также биологических характеристик.
Загрязнение почвы представляет собой серьезную угрозу в продовольственной безопасности нашей планеты. Ухудшение состояния почвы может привести к множеству проблем: появлению новых вредителей и болезней, изменению баланса экосистем, исчезновению хищников, распространению устойчивых бактерий. Кроме того, загрязнение уже сейчас влияет на ухудшение качества почвы, что затрудняет выращивание сельскохозяйственных культур. В последние годы биоуголь эффективно применяется для регулирования подвижности микро- и макроэлементов, а также для устранения токсичных элементов в почве.
По словам ученых Южного федерального университета, применение биоугля может устранить эту проблему. Эффективность биоугля зависит от его исходных материалов, условий процесса пиролиза и свойств полученного биосорбента. Сотрудники Академии биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского ЮФУ провели совместное исследование с коллегами из Парижского университета (Франция), Университета Юннам (Республика Корея), Индуистского университета Банарас (Индия) и тремя китайскими университетами из Гуанси, Ханчжоу и Гуйчжоу, в котором были синтезированы наноразмерные частицы биоугля (размер от одного до 100 нм), а также изучены преимущества нанобиоугля.
Исследование «Nano-biochar: новое решение для устойчивого сельского хозяйства и восстановления окружающей среды» проводилось при финансовой поддержке проекта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации по поддержке молодежной лаборатории «Агробиотехнологии для повышения плодородия почв и качества сельскохозяйственной продукции» в рамках программы развития межрегионального научно-образовательного центра Юга России, а также Российского фонда фундаментальных исследований.
«Нанобиочар показал различный элементный состав, ароматическую/ полярную природу, рН, катионообменную способность, большую площадь удельной поверхности, улучшенные характеристики пор. Было обнаружено, что нанобиоуголь, полученный из лигнина, содержит различные функциональные группы, включая гидроксильные, карбоновые, карбонильные, эфирные и ароматические свойства, что полезно для восстановления загрязненной почвы», – рассказал ведущий научный сотрудник Академии биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского ЮФУ Вишну Раджпут.
Размер нанобиоугля в основном контролируется во время пиролиза биомассы, особенно за счет увеличения продолжительности температуры пиролиза и степени измельчения материала. Измельчение производилось со скоростью 500 оборотов в минуту, в результате чего получался высокодисперсный нанобиочар. Механическое измельчение также является еще одним многообещающим методом синтеза нанобиочара высокого качества. Высококачественный нанобиоуголь был получен из отходов растительного сырья с использованием высокотемпературной карбонизации (800 °C в течение двух часов) в потоке азота с последующим процессом шарового помола, который может свести к минимуму отходы, а также является важным аналогом круговой экономики.
Применение нанобиоугля (0,1–1,0 процента) существенно улучшает качество почвы, повышает пригодность для роста и развития сельскохозяйственных растений, обеспечивает подходящую среду для микробов за счет увеличения пор почвы, и способности удерживать воду с последующим улучшением ее плодородия. Взаимодействие нанобиоугля с почвами модулирует различные микробные процессы и мобилизацию макроэлементов, таких как фосфор. К тому же нанобиоуголь легко поглощается корнями растений и улучшает рост.
«На сегодняшний день стратегии нано-восстановления продемонстрировали значительный вклад в охрану окружающей среды и предотвращение загрязнения. Нанобиочар открывает огромные возможности в сельскохозяйственной практике. К настоящему времени проведенные исследования отразили существенные изменения в физико-химических и биологических характеристиках почв после внесения в почву нанобиочара. Чрезвычайно малый размер нанобиочаров, предлагающий значительную площадь поверхности, делает их незаменимым препаратом для восстановления окружающей среды от неорганических и органических загрязнителей, улучшают качество почвы и, следовательно, урожайность», – поделилась один из исполнителей проекта ЛабНОЦ-21-01АБ Светлана Сушкова.
«Для полевого применения нанобиоугля требуются долгосрочные исследования, основанные на адсорбции-десорбции загрязняющих веществ окружающей среды или питательных веществ растений. Однако, основываясь на настоящем исследовании, можно утверждать, что применение нанобиоугля в сельском хозяйстве может быть многообещающим подходом к устойчивому производству сельскохозяйственных культур и улучшению здоровья почвы, а также улучшению биологических характеристик», – отметила руководитель проекта РФФИ Татьяна Бауэр.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Environmental Research (импакт-фактор: 6.4). Напомним, Южный федеральный университет вошел в число победителей базовой части и исследовательского трека федеральной программы «Приоритет 2030». В своей программе развития ЮФУ формулирует пять основных стратегических проектов, которые должны ответить на глобальные долгосрочные вызовы, стоящие перед человечеством, страной и миром. Среди них направление «Управление почвенными ресурсами и агроклиматология».
Telegram 
Дзен 
VK Ученые нашли убедительное свидетельство того, что Большое Магелланово Облако — одна из ближайших к нам галактик — впервые приближается к Млечному Пути. Это открытие меняет представления о будущем нашей Галактики — от орбит спутников до распределения окружающего газа.
Во времена Екатерины II один из немецких колонистов в России мутировал, из-за чего все его потомки получали раннюю болезнь Альцгеймера. Теперь среди них появился первый, кого она не тронула, — по мнению ученых, благодаря жаре, которой он должен был подвергаться на работе.
Пока одни исследователи, включая российских, отрицают само наличие угрозы микропластика для мозга, другие продолжают собирать данные по этому вопросу. Более того: они даже предложили способ снизить угрозу для мозга за счет фильтрации крови от частиц пластика.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно