Ученые Пензенского государственного университета совместно с коллегами из Белоруссии создали технологию выращивания микрозелени, которая позволяет повысить урожайность на 30%, сообщает пресс-служба ПГУ.
«Ученые Пензенского государственного университета в партнерстве с коллегами из Республики Белоруссия создали уникальную аквапонную установку. Принцип ее работы основан на электрохимической обработке воды в комплексе. Тестирование показало, что урожайность микрозелени повысилась более чем на 30%, а вода в бассейнах, где обитают гидробионты, может повторно использоваться. В настоящее время исследователи ведут переговоры о внедрении ноу-хау в рыбные хозяйства и фермы Беларуси», — говорится в сообщении.
Аквапоника — высокотехнологичный способ ведения сельского хозяйства, такие системы сочетают аквакультуру (выращивание водных животных — гидробионтов) и гидропонику (выращивание растений без грунта). При этом отходы, которые образуются при выращивании водных животных, обеспечивают питательными веществами растения. Между участниками системы образуется своеобразный симбиоз: водные обитатели дают растениям питательные вещества, а растения очищают воду. Как отметил профессор Пензенского государственного университета Сергей Киреев, накопление продуктов жизнедеятельности водных жителей — углекислого газа, азотистых и фосфорных соединений — опасно для замкнутой аквакультуры, а в аквапонике эта проблема решается сама собой: продукты жизнедеятельности рыб утилизируются растениями.
Научный коллектив Пензенского государственного университета, Полесского государственного университета и Белорусского государственного технологического университета предложил уникальную технологию, которая очищает воду даже от самых сложных соединений и увеличивает объем сбора питательных веществ для растений. Кроме того, она выигрывает перед классическим способом очистки воды и получения из нее питательных веществ. Технология включает два этапа: первичную механическую и биологическую очистки, для этого в емкость запускают специальные бактерии.
«Метод основывается на электрохимической обработке водного раствора аквапонных систем перед поступлением их на гидропонный модуль по выращиванию микрозелени. На базе электрохимического модуля, работающего при повышенном давлении, создана экспериментальная аквапонная установка, жидкость в ней циркулирует по кругу, специально сливать ее для очистки не нужно — бессточная технология. Вода проходит через специальные модули очистки — электрохимические модули с графитовыми блоками — и возвращается рыбам», — говорится в сообщении.
Пропускание электрического тока через модуль приводит к эффективному снижению концентрации соединений азота (денитрификация) и фосфора в растворе, а также генерируются компоненты, которые продолжают очистку воды после отключения тока. «Пропуская воду через электролизер с графитовыми блоками, мы наблюдаем достаточно эффективную очистку, при этом перевод азотосодержащих соединений, которые присутствуют в продуктах жизнедеятельности водных обитателей, в нитраты происходит лучше. Мы одновременно решаем несколько задач: очистка воды после выращивания гидробионтов и образование азотных удобрений для выращивания микрозелени», — пояснил Киреев. Вода, проходя через электрохимические модули, поступает в гидропонную систему, растения поглощают образовавшиеся нитраты, и жидкость снова возвращается к водным обитателям.
Новая технология позволит повысить урожайность микрозелени. «К водным обитателям поступает чистая вода, а вода — это их среда обитания. А для растений достаточное питание — залог хорошей урожайности», — отмечает профессор Киреев. При этом воду не нужно дополнительно обрабатывать, жидкость пригодна для использования на постоянной основе.
Ученые провели эксперимент: одновременно очищали воду по предложенному способу и классическому. В экспериментальных 80-литровых аквапонных установках исследователи выращивали клариевого сома и горчицу. Емкости были зарыблены каждая на 8 килограммов, средний вес одной особи — 35 граммов. Семян горчицы высадили 100 граммов.
Очистку воды воспроизводили по предложенному методу и классическому. Через девять дней (время созревания горчицы) ученые оценили качество зелени, процент всхожести и массу продукта, кроме того, сделали гидрохимический анализ воды. Результаты показали, что в ходе безреагентной электролизной обработки раствора прирост горчицы по сравнению с классическим способом был выше на 34,16%.
«Оценка полученных результатов демонстрирует весомый технологический эффект. Раствор с окислительными свойствами в совокупности со слабокислой реакцией среды способствует эффективному переводу азотистых соединений и органических продуктов метаболизма рыб в более доступную для растений форму», — уточнил Киреев. Он добавил, что гидрохимический анализ воды показал снижение общей минерализации раствора при электролизной обработке, что говорит об эффективности извлечения растениями минеральных солей в доступной форме из раствора.
В таком методе заинтересованы предприятия по выращиванию микрозелени и гидробионтов, особенно в регионах с дефицитом чистой пресной воды.
Работы выполнялись при поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований и программы развития флагманского университета на базе Белгородского государственного технологического университета имени В. Г. Шухова.
