Эффективность применения полимерной биоразлагаемой подложки для увеличения скорости прорастания сельскохозяйственных культур

Актуальность

Возможно ли повысить скорость роста рассады и количество урожая, при этом не используя вредные вещества? А можно ли таким же образом сохранить чистоту видов сельскохозяйственных культур, ведь семечко не соприкасается с грунтом?

Цель

Оценить эффективность биоразлагаемых полилактидных плёнок для увеличения скорости прорастания сельскохозяйственных культур.

Задачи

1. Проведение литературного обзора, выбор основных факторов для проверки в проекте.
2.  Выбор сельскохозяйственных культур для посадки в рамках проведения проекта.
3.  Создание комфортных условий для прорастания семян, высадка семян.
4.  Исследование разлагаемости биоплёнки и процесса роста побегов.
5.  Сравнительный анализ корневых систем выращенных растений для оценки эффективности плёнки.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• УФ-лампа
• Портативный pH-метр «Эксперт-001-4»
• Контактный термометр «TESTO 0560 1111»
• Многофункциональный цифровой термометр с щупом «Multi-thermo»
• Аналитические весы «Ohaus AX124/E»
• НПВ120г, дискретность 0,1 мг
• Микроскоп бинокулярный «Микромед 1» 1 вар. 2-20
• Цифровой USB-микроскоп «МИКМЕД 2.0»
• Микровизор медицинский проходящего света «mVizo-101»
• Климатическая камера «Binder KBF 240»
• Мешалка магнитная с подогревом «Heidolph MR Hei-Standard»
• Спектрофотометр СФ-2000
• Весы BM 1502M-II

Описание

В работе была оценена эффективность применения полимерной биоразлагаемой подложки с точки зрения увеличения скорости прорастания сельскохозяйственных (далее – с/х) культур.

В последние годы в России серьёзной проблемой является снижение урожайности с/х-продукции, в первую очередь, связанное с отсутствием качественных семян с/х-культур. В связи с этим актуальным является поиск способов создания «чистых» с/х-культур, обеспечивающих в дальнейшем высокое качество с/х-продукции. Одним из относительно недавно найденных решений данной проблемы является использование при выращивании семян биоразлагаемой полимерной плёнки.

Из-за экологических вызовов 21-го века разработки в области биоразлагаемых полимеров приобретают всё большее значение, а их применение в сельском хозяйстве – большую популярность. За счёт физико-химических реакций, протекающих в процессе разложения и взаимодействий с растущей корневой системой, плёнка осуществляет быструю минерализацию органики в почве, повышает эффективность использования удобрений, и тем самым повышает процент всхожести/приживаемости семян.

В нашей работе исследовано влияние мульчирующей плёнки, состоящей из смеси полимеров полилактид+полибутиленадипат терефталат с добавлением глицерина и крахмала, на рост семян огурцов сортов «Бабушкин внучок F1» и «Зятёк F1».

В ходе эксперимента оценивали влияние на рост семян пяти факторов: воздействие ультрафиолетового излучения, состав воды (из-под крана и фильтрованная), толщина слоя плёнки (завёрнутые в один и два слоя). Количественное влияние оценивали с помощью замеров длины ростков. Для исследования механизма разложения и влияния плёнки замеряли температуру внутри и сверху грунта, проводили микроскопические и спектроскопические исследования плёнки до и после нахождения в земле, делали качественные химические реакции на поверхности семян и с растворами плёнки.

Полученные результаты показали, что биоразлагаемая плёнка улучшает рост растений, особенно при поливе ростков деионизированной водой. Однако было отмечено появление вокруг ростков плесневых грибков, в частности – аэробных грибов Аспергиллюса и Мукора, что наиболее вероятно подтверждает факт разложения плёнки, но требует дальнейших исследований для оценки безопасности и, возможно, предотвращения данного процесса.

Результаты работы/выводы

Биоразлагаемая плёнка улучшает рост растений, особенно при поливе ростков деионизированной водой.

Однако было отмечено появление вокруг ростков плесневых грибков, в частности – аэробных грибов Аспергиллюса и Мукора.

Эти факты наиболее вероятно подтверждают случай разложения плёнки.

Однако требуются дальнейшие исследования для оценки безопасности и, возможно, предотвращения данного процесса.

Перспективы использования результатов работы

Наша работа доказала эффективность биоразлагаемой полимерной плёнки, однако стоит доработать её состав, так как она разлагается под действием опасных для растений плесневых грибков.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

«МИРЭА – Российский технологический университет»

Награды/достижения

Конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» – призёр

Мнение автора

«В работе представлено большое количество исследований, которые показывают влияние полимерной плёнки на рост растений»