Пытаясь удержать влагу в почве, фермеры нередко укладывают вдоль посевов пластиковую мульчу. Однако, согласно новому исследованию, использование песка с восковым покрытием может оказаться гораздо более дешевым и экологичным способом. 

Пластиковая мульча используется в комбинации с оросительными трубами и значительно снижает количество воды, испаряющейся из почвы. Но использовать такую мульчу, покрывая каждый год земельные угодья листами пластика очень дорогое удовольствие. Более того, небольшие фрагменты пластика постоянно отламываются и остаются в окружающей среде, а все остальное, после окончания сельскохозяйственного сезона,  как правило, оказывается на свалке.

Песок, покрытый парафином, является превосходным водоотталкивающим материалом, который сохраняет почву влажной и повышает урожайность в засушливых регионах. Credit: Adapted from ACS Agricultural Science &Technology 2022, DOI: 10.1021/acsagscitech.1c00148

реклама

 

Группа специалистов из Университета науки и технологии имени короля Абдаллы (KAUST в Саудовской Аравии) под руководством профессора  Химаншу Мишры изучило альтернативный вариант - кварцевый песок, покрытый очищенным парафином.

Чтобы получить новый материал, ученые растворили парафин в жидком гексане, добавили в смесь песок и выпарили раствор. В результате на каждой песчинке оставался слой гидрофобного (водоотталкивающего) воска толщиной всего 20 нанометров. (В настоящий момент  технология усовершенствована до такой степени, что растворитель не требуется).

Дальнейшие эксперименты показали, что полученный супергидрофобный песок (СВС) снизил потерю влаги из почвы на 56-78 процентов. Кроме того, использование СВС в качестве мульчи для пшеницы, ячменя и томатов обеспечило 73% рост урожая по сравнению с контрольной группой растений. При этом, количество и разнообразие полезных почвенных микробов осталось практически неизменным.

Следует отметить, что использованный в экспериментах очищенный "пищевой" парафин относится к группе нетоксичных и биоразлагаемых веществ и поэтому не наносит вреда окружающей среде.

"В зависимости от толщины воскового покрытия и условий окружающей среды, СВС со временем разлагается под действием микроорганизмов на границе почвы и СВС", - сказал Мишра. "В наших экспериментах восковое покрытие растворялось примерно через девять месяцев. Таким образом, в наших экологических условиях последовательные циклы выращивания культур с СВС не вызывают накопления воска".

На самом деле, это не первый случай, когда обработанный песок выдвигается в качестве альтернативы пластиковой мульче. В 2020 году в в Университете Невады в Лас-Вегасе проводилось исследование, в котором вместо воска использовалось соевое масло.

Однако, по сравнению с соевым маслом, очищенный воск более гидрофобен, поэтому для достижения желаемого эффекта удержания влаги требуется меньше мульчи, а значит, процесс гораздо легче масштабировать для более широкого применения.

Исследование описано в статье, которая недавно была опубликована в журнале ACS Agricultural Science & Technology.

Источники: Американское химическое общество
 https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsagscitech.1c00148

https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/presspacs/2022/acs-presspac-march-16-2022/wax-coated-sand-keeps-soil-wet-longer-improves-crop-yields-in-arid-regions.html