ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Основные виды минеральных удобрений 7
1.2 Биоразрушаемые полимерные материалы, перспективные для депонирования удобрений. 9
1.2.1 Поли-3-гидроксибутират (П3ГБ) 10
1.2.2 Полимер - древесные композиты, их свойства 13
1.3 Деградация ПГА в природных условиях и в модельных средах при контролируемых условиях 17
1.4 Области применения поли(3-гидроксибутирата) 18
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 20
2.1 Объекты исследования 20
2.2 Изготовление депонированных форм азотного удобрения (нитрат аммония) с использованием полимерного матрикса из ПГБ и его композита с древесными опилками 22
2.3 Анализ динамики деградаций образцов и выход аммония в лабораторных условиях 22
2.4 Оценка эффективности применения разработанных форм азотного удобрения в лабораторных экспериментах с модельными растениями 22
2.5 Определение азота в водной среде 22
2.6 Измерение количества азота в почве 22
2.7 Определение азота в ирригационной воде 23
3.3 Оценка эффективности разработанных форм азотного удобрения спролонгированным выходом в лабораторный эксперимент с растениями . 24
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 25
Удобрения — препараты, которые применяются для улучшения питания растений, свойств почвы, увеличения урожайности. Применение минеральных и органических удобрений считается основой химизации земледелия. Питание - это основа жизни каждого живого организма, даже растений. Вне питания тяжело понять суть процессов роста и развития (А. М. Артюшин 1984). Главнейшим средством улучшения питания, роста растительной продукции считается, прежде всего, использование органических, а так же минеральных удобрений.
Главным источником снабжения сельскохозяйственных культур питательными веществами является почва. Но для каждогоднего выращивания высоких урожаев, которые бы имели хорошие качества, довольно часто оказывается недостаточным, то количество питательных веществ, которое поступает в растения из органического вещества и труднорастворимых минеральных соединений почвы. В этом случае растения нуждаются в систематическом внесении минеральных удобрений.
Одним из важных типов удобрений являются азотные. К ним относятся неорганические и органические азотосодержащие вещества, подразделяющиеся на нитратные, амидные и аммиачные. Из синтетического аммиака главным образом получают азотные удобрения. Из-за высокой мобильности соединений азота его низкое содержание в почве часто лимитирует развитие культурных растений, поэтому внесение азотных удобрений вызывает высокий положительный эффект.
Большинство азотных удобрений представляют собой белый или желтоватый кристаллический порошок (кроме цианамида калия и жидких удобрений), хорошо растворимы в воде, не поглощаются или слабо поглощаются почвой. По выпуску и использованию в сельском хозяйстве наиболее важными являются аммиачная селитра и мочевина, составляющие около 60% всех азотных удобрений. Азотные удобрения содержат азот в трех основных формах:
1) в форме аммиака, связанного с какой-нибудь минеральной кисло¬той, — аммиачные удобрения;
2) в нитратной форме, т. е. в виде солей азотной кислоты,— нитратные удобрения;
3) в амидной форме—амидные удобрения
Кроме перечисленных видов азотных удобрений, имеются также удобрения, содержащие азот одновременно в аммиачной и нитратной форме (например, аммиачная селитра).
В то же время традиционное внесение удобрений имеет определенные издержки, связанные с их максимальной (зачастую слишком высокой) концентрацией после внесения, и ее падением через определенное время. Особенно это актуально для азотных удобрений, в связи с высокой подвижностью минерального азота и его высокой склонностью к вымыванию из почвы.
Одним из решений может являться связывание азотных удобрений с дополнительными компонентами, замедляющими их высвобождение в почве, тем самым обеспечивая постепенный выход препарата и, соответственно, поддержание относительно стабильных концентраций удобрения на протяжении требуемого периода. В качестве таких компонентов могут быть использованы, например, биоразрушаемые полимеры, медленно разлагающиеся с участием почвенной микрофлоры, что сопровождается вы¬ходом депонированного препарата. С использованием матриксов из биоразрушаемых материалов возможно конструирование различных форм препаратов для сельского хозяйства и разработка способов их доставки (F. Sopena 2005). Важным моментом в создании таких матриксов служит их полная биоразлагаемость в почве, абсолютная нетоксичность продуктов деструкции для биоты и человека, контролируемая доставка (В. К. Штефан 1981). В качестве материалов носителей для конструирования форм про¬лонгированного действия могут быть использованы биоразрушаемые полимеры различного состава, в частности бактериальные полигидроксиал-каноаты, продукты переработки древесины, а так же композиты на их основе.
Цель работы: Разработка депонированных форм азотных удобрений на основе поли-3-гидроксибутирата и его композитов с древесными опилками для обеспечения их пролонгированного выхода в окружающую среду.
Для достижения цели сформулированы следующие задачи:
1) Разработать и получить таблетированные формы удобрений на основе аммиачной селитры с использованием в качестве биоразлагаемого носителя поли-3-гидроксибутирата и его композита (древесные опилки), в том числе с дополнительным пленочным покрытием из поли-3- гидроксибутирата.
2) Оценить высвобождение аммиачной селитры из разработанных форм в модельные среды - воду, почву.
3) Оценить эффективность разработанных форм на рост модельного растения - пшеницы.
