Ученые НОЦ «Ботанический сад» и молодежной лаборатории физико-химических методов исследования растений Белгородского госуниверситета работают над проблемой утилизации цитрогипса – неиспользуемого побочного продукта в производстве лимонной кислоты, сообщает официальный сайт Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ»).
Исследования проводятся в рамках проекта НОЦ мирового уровня «Инновационные решения в АПК» «Создание системы полного цикла научной методологии интродукции ценных сельскохозяйственных и декоративных культур на основе селекционно-генетических исследований».
На сегодняшний день существует несколько способов получения лимонной кислоты, самым распространенным является синтез посредством химических реакций. В процессе образуется большое количество цитрогипса. В производстве вещество не используется и в больших количествах складируется на полигонах. Объем одного такого полигона в Белгороде составляет порядка 500 тысяч тонн. В связи с этим, с одной стороны, встает проблема утилизации отходов производства, а с другой – уменьшения техногенной нагрузки.
Участники проекта поставили задачу – понять, для чего можно использовать цитрогипс, чтобы не складировать без дела в огромных объемах. Ученые вуза рассчитывают вернуть часть элементов в природную цепочку путем включения в нее растений.
Идея проекта в том, чтобы преобразовать фосфор и серу в доступные и легкоусвояемые формы. Растения, выросшие на цитро- и фосфогипсе, накапливают эти вещества. В дальнейшем из частей растений можно изготовить компост или органическое удобрение. Получившийся перегной легко утилизировать или использовать для подкормки сельскохозяйственных и декоративных культур.
Для изучения развития растений на грунте с примесью цитрогипса и фосфогипса разбили экспериментальный «огород» общей площадью 100 квадратных метров. На площадке разместили три участка – с цитрогипсом, фосфогипсом и черноземом. Последний необходим для контроля эксперимента и понимания, как растения растут на плодородной почве, а как – на экспериментальном субстрате. Отдельную экспериментальную группу растений составляют сельскохозяйственные культуры: соя, кукуруза и горчица. Их планируют использовать в качестве сидератов (удобрений растительного происхождения) для применения в аграрной сфере.
Исследования показали, что, по сравнению с контрольной группой, в растениях, выращенных на цитрогипсе, в два раза увеличивается содержание серы, в три раза – содержание цинка и в пять раз – кальция, а также почти на 20% увеличивается содержание других макро- и микроэлементов за исключением калия и фосфора, которых растениям не хватает. Культивирование этих же растений на фософгипсе показало увеличение в тканях всех элементов питания от 10 до 200%.
Так, соя на фосфогипсе накапливает серу в 2,5 раза лучше, чем при произрастании на цитрогипсе. Однако при этом существенно ухудшаются процессы фотосинтеза, которые ученые исследовали при помощи неинвазивных методов определения содержания хлорофилла и флавоноидов в эпидермисе листьев. Поэтому задача участников проекта – подобрать максимально широкий круг растений, которые будут эффективно извлекать нужные элементы из субстратов на антропогенно трансформированных участках. Следующим шагом может стать разработка технологии получения сублимированных форм «зеленых» удобрений.
Эксперимент должен продлиться несколько лет, поскольку аккумулятивные свойства необходимо наблюдать в динамике.
