Над проектом работают ученые из ДГТУ, ЮФУ, ВолгГТУ, КубГТУ, Всероссийского НИИ масличных культур имени В.С. Пустовойта, Федерального научного центра биологической защиты растений.
Как отмечают участники проекта, вторичное использование сельскохозяйственных отходов – одна из важнейших задач, стоящих перед современным АПК. На данный момент после сбора урожая на полях остается большое количество соломы и шелухи, которые требуют уборки, поскольку их гниение приводит к последующему снижению урожайности, что ведет к дополнительным трудозатратам и повышает себестоимость продукции.
– В рамках проекта «Школа MPI» мы сформировали команду из специалистов, работающих в области защиты растений, мониторинга почв, а также экологов, которые занимаются технологиями сбора, утилизации, переработки и повторного применения отходов сельскохозяйственного производства, – рассказал руководитель проекта, доцент кафедры «Инженерная геология, основания и фундаменты» ДГТУ Сергей Стельмах. – Мы решаем комплексную эколого-экономическую задачу, которая будет интересна представителям сельскохозяйственного бизнеса, так как это исследование может привести к минимизации убытков при производстве сельхозпродукции.
На данном этапе исследование проводится на рисе, далее будут проработаны и другие сельскохозяйственные культуры. В рамках научных изысканий рисовую солому и шелуху промывают и чистят от загрязнений, после обрабатывают щелочным раствором, чтобы снять защитный жировосковой кремнийсодержащий слой и открыть поры. Затем солома и шелуха промываются дистиллированной водой, просушиваются и карбонизируются в печи без доступа кислорода при температуре 600 градусов по Цельсию в течение получаса. После такой обработки жженую солому и шелуху риса в форме спрессованных таблеток или топливных пеллетов можно загрузить в фильтр и использовать в качестве сорбента для очистки воды от тяжелых металлов и нефтепродуктов. Насытив полученный активированный уголь нитратом серебра, ученые установили, что молекулы металлического серебра закрепляются в структуре угля – это позволяет использовать его и для обеззараживания воды.
Кроме того, жженая солома или шелуха, доведенные до состояния мелкодисперсной пыли, могут применяться в производстве строительных материалов. Такую пыль можно добавлять в составы строительных материалов, например, при изготовлении строительных блоков на цементном вяжущем веществе, чтобы улучшить их прочностные и теплоизоляционные характеристики.
Основная проблема, которая сейчас стоит перед исследователями – логистическая: как собрать и измельчить солому, как вывести производство на непрерывный поток.
Помимо решения вопросов переработки сельскохозяйственных отходов, группа ученых займется разработкой системы для мониторинга состояния почв. Мониторинг проводится для того, чтобы минимизировать и снизить потери полезных почв и продукции. В настоящее время существует проблема высокой вовлеченности человека в процесс, что увеличивает в разы и время мониторинга, и трудозатраты. Исследователи планируют создать систему датчиков, которая обеспечит автоматическое наблюдение за состоянием почв по таким показателям, как влажность, температура, плотность и рыхлость – параметрам, которые влияют на урожайность.
Исследование было представлено на Первом образовательном модуле в рамках Школы ключевых исследователей (MPI) НОЦ Юга России, проходившей в ДГТУ в партнерстве с Фондом ЦСР «Северо-Запад» с 28 по 30 сентября.
