Тепличные растения под защитой

Современное растениеводство основано на тепличных комплексах. Питательная смесь к растениям подается по специальным каналам, в которых довольно часто происходит застой воды и как следствие – начинается заражение выращиваемой продукции грибками. На протяжении десятилетий эту проблему пытались решить, применяя исключительно химические средства защиты растений, однако не всегда получалось сделать это эффективно. Собственное решение проблемы фитосанитарной чистоты субстрата и гидропонного раствора предложили в НИИ мембран КубГУ.

При помощи специального аппарата – электродиализатора обрабатывается питательный раствор, циркулирующий в гидропонной системе. Этот безреагентный метод является альтернативой использования препаратов фунгицидной и иной природы для обработки раствора против патогенных образований. Этот метод более экологичный, то есть безвредный, также он позволяет аграриям вдвое сэкономить затраты на обработку против заболеваний.

Опытно-конструкторские работы, относящиеся к завершающей стадии создания аппарата электромембранного окислителя, проводил студент 5-го курса физико-технического факультета КубГУ Максим Цатурян, который вместе с доцентом факультета химии и высоких технологий Михаилом Шарафаном предложили использовать мембранные методы очистки воды для решения задач в сельском хозяйстве. Вот что рассказал нашему порталу Максим Цатурян:

– Для системы выращивания растений методом гидропоники актуальна проблема заражения питательной среды грибковыми заболеваниями. Традиционный метод борьбы с ними – это химреагенты: пестициды, фунгициды, гербициды, то есть внесение веществ, подавляющих рост микрофлоры, но в то же время оказывающих влияние и на растения. На кафедре физической химии мы разработали электромембранный окислитель – аппарат, используемый для обработки питательных растворов гидропонных систем. Эта разработка стала победителем проекта У.М.Н.И.К. с присуждением гранта, таким образом была отмечена ее актуальность. Возвращаясь к электромембранному окислителю скажу, что питательный раствор, прокачиваемый через этот аппарат, очищается, обогащаясь активными формами кислорода. Радикальный кислород обладает очень высокой окислительной способностью подавлять микрофлору, тем самым он убивает патогенные грибы. Кроме того, кислород выступает стимулятором роста растений. Таким образом, благодаря мембране, находящейся в аппарате, мы добиваемся синергетического эффекта: можно регулировать pH раствора (значение рН питательного раствора – очень важная характеристика при выращивании растений) и подавлять рост микрофлоры. Производительность представляемого нами опытного образца аппарата будет составлять до 100 литров раствора в час. Этого достаточно для работы одной теплицы средних размеров, в которой выращиваются листовые культуры (салат) и овощи (помидоры черри, огурцы). Несколько тепличных хозяйств и предприятий края обращались к нам с просьбой помочь в решении проблемы с загрязнением оборудования. Они рассказывали, что в трубках, по которым циркулирует питательный раствор, со временем образуются очаги патогенного заражения, а обработка фунгицидами в данном случае не всегда эффективна. Полностью менять все оборудование, весь питательный раствор – очень дорого. Наша разработка экономически эффективна и позволяет тепличным хозяйствам экономить за счет полной автоматизации оборудования и, можно сказать, простоты в применении. Еще один плюс этой технологии – ее экологичность и безреагентность. При соблюдении условий эксплуатации и технологического регламента срок службы ионообменных мембран и аппаратов составляет не менее трех лет. По истечении указанного срока или при преждевременном загрязнении мембран (зависит от качества питательного раствора) они легко заменяются.

– Совместно со Всероссийским институтом защиты растений были проведены предварительные испытания нашей установки, – рассказал Михаил Шарафан, старший научный сотрудник кафедры физической химии факультета химии высоких технологий КубГУ, кандидат химических наук. – Мы сделали предварительный тестовый анализ, разместив на бульоне зараженные экземпляры патогенных растений. Затем провели серию опытов по прохождению этого раствора через аппарат и зафиксировали значительное уменьшение микрофлоры, что говорит о том, что технология работает. В дальнейшем планируем проводить полевые испытания для уточнения уровня эффективности. Для этого планируем закупить маленькую гидропонную установку, чтобы самим провести полный цикл исследований, без задействования сторонних организаций. Мембранные методы очистки воды разрабатываются у нас уже в течение 40 лет при непосредственном участии заведующего кафедрой В.И. Заболоцкого. Все эти направления изначально развивались для водоподготовки – очистки воды от механических неорганических и органических примесей, с дальнейшим применением ее в медицинских целях, в пищевой промышленности. А тепличные хозяйства края, испытывающие трудности в практическом земледелии, подтолкнули нас к идее, которую удалось реализовать.

Сегодня группа ученых собирает новую установку, более совершенную, чем предыдущая. Спроектирована новая электродная камера, используются другие материалы при сборке. В дальнейшем разработчики рассчитывают увеличить эффективность установки за счет изменений в конструкции. Также с руководством вуза обсуждается возможность создания малого предприятия по производству данных установок. Агропредприятия края заинтересованы в разработке и готовы предоставить базу для полевых производственных испытаний, как только аппарат пройдет завершающую процедуру апробации.

Инна БОКАНЧА