Исследователи также отмечают большой потенциал волокна на основе биоразлагаемых полиэфиров в качестве укрывного материала для защиты рассады элитных сортов сельскохозяйственных культур от птиц и ветра. Результаты экспериментов опубликованы в научном журнале Polymers (Q1).
Эффективность технологии выращивания семян на полимерных подложках обусловлена химическим составом и структурой биоразлагаемой матрицы, которая является не только субстратом, но и питательной средой.
Виктор Чердынцев, соавтор исследования, к. ф.-м. н., заведующий Лабораторией функциональных полимерных материалов НИТУ МИСИС, рассказывает:
«В основном, сырье для изготовления мульчирующих защитных пленок и нетканых материалов для выращивания сельскохозяйственных культур состоит из полимеров на основе нефтепродуктов. Из доступного диапазона полимеров на биологической основе полилактид (PLA) и поли-3-гидроксибутират (PHB) являются ключевыми кандидатами для агропромышленного применения. Преимуществом этих материалов является их биоразлагаемость. Важно, чтобы в почве материал свободно разрушался микроорганизмами, не нанося ущерба окружающей среде»
Для получения эластичных агроматериалов из полилактида и поли-3-гидроксибутирата, к ним добавляли натуральный и бутадиен-нитрильный каучук методом электроформования. Для получения ультратонких волокон на электрически заряженную струю полимерного раствора воздействуют электростатические силы, в результате биоматериалы сильно вытягиваются, приобретая цельную структуру. Толщину этой нити можно изменять, варьируя параметры жидкости и поля. Такие нановолокна используются в биомедицине, наносенсорах, тканевой инженерии и системах фильтрации.
Юлия Тертышная, соавтор исследования, к. х. н., старший научный сотрудник Лаборатории физико-химии композиций синтетических и природных полимеров ИБХФ РАН, комментирует исследования:
«На полимерных субстратах высота ростков пшеницы, в среднем на 1 см выше, чем на контрольных образцах. Масса и длина корней значительно выше у рассады, растущей на нетканых материалах. Сами подложки являются поставщиком углекислого газа и тепла к семенам, так как под воздействием воды и ферментов пшеницы деградируют, ускоряя прорастание. В закрытом грунте они разрушаются за 4–6 месяцев»
Композиции на основе биополимеров можно применять для предпосевной обработки семян, а также для изготовления укрывных и мульчирующих материалов. Такие материалы не только обеспечат семенам защиту от воздействия агрессивных факторов внешней среды, но и создадут необходимый микроклимат для благоприятного прорастания семян и развития растений. Продукты разложения могут заменить питательные минеральные добавки, которые вносятся в почву. Использование подложек может облегчить дозированную подачу минералов, особенно в технологии грануляции. Семена можно поместить в гранулы вместе с расчетным количеством необходимых удобрений.
Последующие исследования будут направлены на поиск новых методов выращивания сельскохозяйственных культур. Дальнейшие полевые опыты помогут изучить влияние агрессивных сред на полимерные ткани и оценить особенности выращивания культур в открытом грунте. Биоразлагаемые полимеры могут стать экологически безопасной и более эффективной альтернативой традиционным методам выращивания сельскохозяйственных культур.
