Forskare från St. Petersburg Federal Research Center vid den ryska vetenskapsakademin (SPb FRC RAS) har utvecklat en metod för att få humussyror från organiska sjösediment (sapropel), som fungerar som en källa för att skapa läkemedel som ökar skördarna. Syror erhållna från sapropel visade sig vara bättre i sina huvudsakliga egenskaper än befintliga analoger, som är isolerade från trä, kol eller torv. Resultaten av arbetet publicerades i den vetenskapliga tidskriften Agriculture Digitalization and Organic Production.
Prover av isolerade syror
Sapropel (grek. ”lerslam”) är bottensediment som bildas av rester av olika levande organismer (växter och plankton). Dessa ämnen har ett antal egenskaper som har en positiv effekt på grödans produktivitet. Fördelen med sapropel ligger i det faktum att den innehåller ett antal viktiga organiska föreningar av olika kemisk natur för att förbättra växternas ämnesomsättning och näringen av mikroorganismer i jorden, inklusive humussyror och fulvinsyror. Dessa två fraktioner innehåller vitaminer, mikroelement och andra biologiskt aktiva substanser av hormonliknande typ.
Obehandlade bottensediment kan dock skapa en speciell film som hindrar syre från att tränga ner i marken, vilket leder till växtnedbrytning, och området börjar bli vattensjukt. Därför, för effektiv användning av sapropeller, är det nödvändigt att noggrant rengöra dem från olika typer av föroreningar.
”Vi har utvecklat en teknik som gjorde det möjligt för oss att rena sapropeller och isolera två fraktioner av organiska föreningar – humus- och fulvinsyror. Idag används dessa ämnen i stor utsträckning som grund för biotillsatser som ökar utbytet av växtsymbiokulturer, säger Yan Pukhalsky, juniorforskare vid Ryska vetenskapsakademins federala forskningscenter i St. Petersburg.
Prover för studien samlades in under expeditioner som har genomförts under de senaste två åren på sjöar i Pskov-regionen under ledning av Aleksey Mityukov, en ledande forskare vid Laboratory of Complex Problems of Limnology vid St. Petersburg Federal Research Center från Ryska vetenskapsakademin.
För att isolera användbara ämnen från sapropelprover som samlats in på expeditioner har forskare utvecklat en speciell teknik. Först renades proverna från föroreningar med hjälp av en ultraljudsenhet, som tidigare skapats av forskare från St. Petersburg Federal Research Center vid den ryska vetenskapsakademin. Sedan separerades överskottskomponenter med en sekventiell serie av syra-basextraktion (forskare använde en blandning av pyrofosfat, svavelsyra och salpetersyra i ett visst förhållande). Som ett resultat erhölls fraktioner av humus- och fulvinsyror, för vilka forskarna genomförde en fullständig elementär och biokemisk analys.
Resultaten av detta arbete visade att kolhalten - denna indikator är en av de viktigaste parametrarna för användbarhet vid skapandet av tillsatser för att öka produktiviteten - i humussyror erhållna från sapropel är cirka 28%. Medan liknande tekniker, med hjälp av vilka humussyror aktivt syntetiseras idag från trä, kol och torv, visar en kolkoncentration på 18 till 20%.
”Därmed erbjuder vi en teknik för att få fram effektivare råvaror för växtodling i sluten och öppen mark. Bara fonden för sapropelic avlagringar i vattendragen i nordvästra Ryssland är mycket stor, men vid det här laget har den antingen övergivits eller är fortfarande dåligt utvecklad. Dess utvinning är inte bara av kommersiellt intresse, utan fungerar i många fall som en naturskyddsåtgärd (miljö) som gör att du kan rengöra och fördjupa sjöbadet, säger Svyatoslav Loskutov, forskare vid laboratoriet för hydrokemi i St. Petersburg Federal Forskningscentrum för Ryska vetenskapsakademin.
Forskningsresultaten presenterades vid VII International Conference on Humic Innovative Technologies "Humic Substances and Survival Technologies" (HIT-2022).