Выращивание растений может быть одновременно и радостным, и сложным процессом, поскольку для продуктивного роста им требуется тонкий баланс питательных веществ, солнечного света и воды. Фосфор и азот, необходимые для роста растений, часто вносятся в почву с помощью химических удобрений, чтобы обеспечить правильный баланс и высокую урожайность. Однако избыточное использование этих питательных веществ приводит к их накоплению в окружающей среде, что, в свою очередь, вызывает различные экологические проблемы. В связи с этим набирает обороты движение за устойчивое сельское хозяйство, основанное на переработке и повторном использовании фосфора и азота. В Японии, например, поставлена цель к 2050 году сократить использование химических удобрений на 30%.
Исследовательская группа из Осакского столичного университета под руководством преподавателя Рёсукэ Эндо и аспиранта Сатору Сакумы провела эксперимент по производству жидких удобрений из органических отходов в качестве замены химическим аналогам. Ученые использовали пищевые отходы, навоз и осадок сточных вод, заполняя ими нитрификационные реакторы вместе с водопроводной водой. Затем они извлекали нитрифицированный биогазовый дигестат (f-NBD), который использовался в качестве посевной культуры. Сравнивались показатели выхода фосфора и азота из каждого вида органических отходов. Этот экспериментальный метод позволил получить питательные растворы, способные заменить неустойчивые химические источники фосфора и азота.
Кроме того, исследователи разработали усовершенствованный метод, повышающий растворимость фосфора, который часто не растворяется при использовании традиционных методов производства удобрений. Снижение pH жидкого удобрения, полученного из отходов, позволяет фосфору раствориться и обеспечить высокое содержание этого элемента, прежде чем pH будет восстановлен до исходного уровня.
Аспирант Сатору Сакума отмечает, что данное исследование предполагает возможность замены до 100% азота и до 77% фосфора в жидких химических удобрениях раствором, полученным в ходе эксперимента.
Доктор Рёсукэ Эндо добавляет, что сокращение использования химических удобрений стало глобальной тенденцией, но гидропонные сельскохозяйственные системы сильно зависят от них. Исследователи надеятся, что применение результатов этого исследования и повторное использование фосфора, содержащегося в органических отходах, в качестве жидкого удобрения, приведет к развитию сельского хозяйства, ориентированного на переработку ресурсов.
Результаты исследования опубликованы в журнале Chemosphere.
