ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ

ПОЛИМЕРНЫХ СОСТАВОВ ПРИ ЛЕСОВЫРАЩИВАНИИ

 

Копытков В. В. (ИММС НАН Б, г. Гомель, Беларусь)

 

The creation of an optimum composite polymer compound for treating plant roots is described in sequence and its effect on the ecology and efficiency of forest growing is shown.

 

Повышение эффективности использования лесных ресурсов предусматривает совершенствование технологии разработки композиционных полимерных составов (КПС) и ее применение в лесокультурном производстве. В последние годы для повышения приживаемости лесных культур и увеличения периода их посадки, а также уменьшения иссушения корневой системы  в Беларуси широко используются КПС.

Анализ литературных данных показывает, что ученые при решении этой проблемы используют широкий спектр материалов. Эти материалы представляют собой соединения как органической, так и неорганической природы. Основным критерием при выборе таких веществ является способность образовывать полимерную пленку и удерживать большое количество влаги в зоне корневых систем растений. Это препятствует иссушению корневой системы растений при хранении и транспортировке.

Этим критериям удовлетворяют растворы на основе альгинатов, производных целлюлозы, сополимеров акриламида и т.п., а также химически сшитые вещества – различного рода гидрогели. Гидрогели обладают наибольшей водоудерживающей способностью (свыше 1000 гр. жидкости/ гр. гидрогеля). Из-за наличия в технологии получения гидрогелей дорогостоящих и экологически загрязняющих технологий (радиационного или химического сшивания) они не получили большого распространения. Стоимость 10г таких гидрогелей может превышать 10 дол. США.

В России и многих других странах для обработки корневых систем растений используют альгинаты. Они являются продуктом переработки морских водорослей. Основными производителями альгинатов являются США, Норвегия, Япония и Россия. Процесс переработки морских водорослей для получения альгинатов является дорогостоящим. Один килограмм альгината натрия в зависимости от его свойств стоит 7-20 дол. США. Они в последнее время широко используются в пищевой промышленности в качестве стабилизаторов пищевых продуктов. Альгинаты являются безопасными для здоровья и с успехом заменяют синтетические стабилизаторы. В связи с увеличением потребления альгинатов пищевой промышленностью наблюдается общее снижение запасов морских водорослей.

В Великобритании для защиты корневых систем растений от иссушения широко получил распространение агриколь. Данный полимер не ядовит и хорошо растворяется в воде. Использование данного полимера при облесении лесов Южной Африки позволило повысить приживаемость растений на 35%. Одним килограммом данного полимера можно обработать до 800 крупных саженцев деревьев или кустов. Данный полимер поступает в Россию, где продается по цене 45 руб. РФ за 10 грамм.

Большая работа по изучению влияния полиакриламидного геля на овощные культуры проведена в Пензенской государственной сельскохозяйственной академии под руководством д. с.-х. н. Е. Н. Кузина и академика РАЕН, д. с.-х.н. А.Ф.Блинохвостова. Полиакриламид является экологически безопасным и благодаря своей высокой адсорбирующей способности повышает урожайность сельскохозяйственных культур и увеличивает влагоемкость почвы.

Применение поливиниловых спиртов, полиакриловой кислоты и мочевиноформальдегидной смолы не получило широкого распространения  из-за плохих экологических качеств (токсичность, долгий срок биоразложения и др.). Природные материалы, такие как агар, пектин, являются дорогостоящими, и находят ограниченное применение в народном хозяйстве для обработки корневых систем посадочного материала.

Поэтому на сегодняшний день наиболее перспективными в условиях Беларуси для защиты корневых систем растений являются составы на основе использования коллоидных растворов.

Наши исследования по выбору полимерного связующего, ингредиентов и определении их концентрации проводились в соответствии с рисунком. Это позволило создать наиболее эффективный и экологически безопасный КПС. В качестве полимерного связующего была выбрана натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы. Данный полимер является хорошим пленкообразователем, имеет низкую стоимость, неограниченный срок хранения и экологически безопасен. В настоящее время его широко используют в сельском хозяйстве как структурообразователь почвы для выращивания сельскохозяйственных культур.

В ходе проведенных исследований установлены оптимальные концентрации полимерного связующего и целевых добавок входящих в состав КПС. Выбранные концентрации позволили улучшить физико-механические свойства КПС (увеличить прочность при разрыве, эластичность пленочных покрытий, вязкость, влагоудерживающую способность, тиксотропию). Добавленные в качестве целевых добавок элементы питания, стимуляторы роста способствуют увеличению сил взаимодействия. Это ведет к увеличению физико-механических и химических свойств КПС. Введение в КПС в качестве целевых добавок наполнителей ведет к структурированию составов и увеличению прочности при  разрыве образующихся пленочных покрытий.

Организация технологии получения КПС не требует специального оборудования и больших материальных затрат. Технология обработки корневых систем растений заключается в погружении их до корневой шейки на 10 – 15 сек. Разработанная нами технология позволяет одновременно погружать как несколько растений, так и единичные. Такая технология исключает длительное (около 12 ч) замачивание корневых систем растений в растворах различных стимуляторов и полностью исключает прикопку растений. Стоимость разработанных составов около 1 долл. США за 1 л. Норма расхода рабочего раствора КПС составляет 2-3 л при обработке корневых систем 1000 штук растений.

Рисунок – Выбор ингредиентов и определение их концентрации

 

Использование КПС для обработки корневых систем растений позволяет сократить трудозатраты при посадке 1000 шт. однолетних сеянцев на 0,7 - 0,9 чел/час, а при посадке двухлетних - 1,7 - 1,8 чел/час. Стоимость разработанных нами КПС в 2-8 раз ниже по сравнению со стоимостью других препаратов, предназначенных для защиты корневых систем растений от иссушения и повышения приживаемости растений. Предлагаемый КПС экологически безопасный и не оказывает отрицательного действия на человека и животных. Данный препарат имеет широкий спектр действия и может быть широко как в лесном, так и сельском производстве.