Удобрение из дымового газа: пермские ученые нашли способ сделать микроводоросли доступными

В современном сельском хозяйстве широко применяются минеральные и органические удобрения. Однако у каждого типа есть свои недостатки. Неорганические соединения со временем закисляют почву и способствуют накоплению тяжелых металлов. Органические удобрения могут содержать патогенные бактерии, антибиотики и гормоны, которые негативно влияют на почвенную микрофлору.

Микроводоросли как альтернатива

В качестве альтернативы ученые рассматривают микроводоросли — одноклеточные фотосинтезирующие организмы, обитающие в пресных и морских водах. Их биомасса содержит азот, фосфор, калий, микроэлементы, аминокислоты, витамины и фитогормоны, стимулирующие рост растений. Однако массовому применению мешала высокая себестоимость производства: выращивание в открытых прудах медленное, а биореакторы требуют значительных затрат.

Ученые Пермского Политеха впервые предложили использовать для выращивания микроводорослей дымовой газ, имитирующий промышленные выбросы. Такой газ содержит в десятки раз больше углекислого газа, чем атмосферный воздух, и может служить бесплатным источником питания для водорослей. Обычно дымовые газы выбрасываются в атмосферу, загрязняя воздух и усиливая парниковый эффект.

Эксперимент с рапсом

В ходе исследования ученые использовали две культуры: чистый штамм микроводорослей из коммерческой биодобавки и природное сообщество, выделенное из пресного водоема. Обе культуры выращивали на дымовом газе. Затем полученную биомассу в трех концентрациях (слабой, средней и насыщенной) вносили в семена рапса — агрономически важной культуры, чувствительной к условиям прорастания.

Результаты показали, что наибольший эффект дала чистая культура: длина и масса проростков увеличились на 13%, всхожесть достигла 97%, а скорость прорастания выросла на 6%. Кроме того, после выращивания на дымовом газе в биомассе водорослей концентрация магния и фосфора возрастала в два-три раза.

По мнению исследователей, новое удобрение по своему действию сопоставимо с лучшими органическими аналогами, но лишено их недостатков. Оно не содержит токсичных примесей, патогенов, антибиотиков и гормонов, полностью разлагается и не закисляет почву.

Технология имеет большой потенциал в условиях ужесточения экологического законодательства. Внедрение разработки позволит промышленным предприятиям не только снизить плату за выбросы парниковых газов, но и превращать отходы в полезный продукт. Исследование опубликовано в журнале «Вестник Российского университета дружбы народов: экология и безопасность жизнедеятельности» и выполнено в рамках программы «Приоритет 2030».