У багатьох країнах фермери і садівники використовують мульчуючі плівки для підвищення врожайності своїх культур. Плівки часто виготовляються з поліетилену і можуть використовуватися для контролю росту бур’янів, температури ґрунту і споживання води. На жаль, матеріал на основі нафтопереробки не піддається біологічному розкладанню. Отже, залишки плівки повинні бути зібрані в кінці сезону, інакше вони забруднять поля. Про це повідомляє agrarii-razom, пише agronews.ua.
В рамках проекту NewHyPe дослідники з Інституту силікатних досліджень Фраунгофера ISC працюють з європейськими партнерами над розробкою стійкого, біорозкладаного мульчуючого паперу із захисним гібридним покриттям.
Пластикові відходи забруднюють не тільки океани, а й сільськогосподарські угіддя. Згідно з дослідженням, проведеним університетом Байройта, великі і дрібні пластикові частинки можуть бути виявлені на полях. Мульчуючі плівки, які застосовуються в рослинництві та садівництві, сприяють забрудненню навколишнього середовища. Вони призначені для продовження вегетаційного періоду і скорочення кількості бур’янів, а також для зменшення випаровування і поліпшення водного балансу ґ рунту.
Плівки, виготовлені з поліетилену на нафтовій основі (ПЕ), повинні бути зібрані після збору врожаю. Однак залишки укривного матеріалу залишаються в ґрунті протягом десятиліть і накопичуються там, оскільки мікроорганізми не здатні їх розщеплювати. Фрагменти плівки можуть надавати фізичний вплив на ґрунт і потрапляти в харчовий ланцюжок. Хоча біорозкладані плівки, виготовлені з полімолочної кислоти, вже доступні, вони дуже дорогі. Група дослідників з ISC Фраунгофера в Вюрцбурзі працює з дослідницькими та промисловими партнерами з Німеччини, Фінляндії та Норвегії над проектом NewHyPe з розробки біорозкладаних, стійких альтернатив. Екологічно чистий замінник великих плівок повинен бути недорогим і здатним до масового виробництва.
Розробники вирішили використовувати папір на основі целюлози для виробництва плівки.
“Однією з переваг паперу є те, що вона може дуже швидко розкладатися, не залишаючи ніяких слідів. Але в даний час цей процес йде занадто швидко. Матеріалу не вистачає на весь сільськогосподарський сезон. Як тільки кілька разів йде дощ, матеріал розм’якшується, і захист більше не ефективний», – говорить доктор Клаус Роуз, науковий співробітник ISC Фраунгофера.
Отже, для крихкого матеріалу необхідно функціональне покриття. Захисне гібридне покриття виготовлено з ORMOCER. Клас матеріалів цих неорганічно-органічних гібридних полімерів був розроблений більше 30 років тому в ISC Фраунгофера.
“Покриття складається з двох різних компонентів, органічного полімеру та неорганічного силікату, які зазвичай несумісні. Але в поєднанні вони забезпечують хімічну та механічну стабільність при збереженні здатності до розкладання”, – пояснює дослідник. Замінного матеріалу повинно вистачити на сільськогосподарський сезон приблизно від трьох до шести місяців, а потім він повинен повністю розкластися. Перші випробування показали, що покриття паперу підвищує її міцність у вологому стані, роблячи її більш стабільною, ніж її аналог без покриття. Крім того, тест на компостування показав, що матеріал з покриттям розкладається повільніше.
Окрім стабілізуючого функціонального покриття, партнери проекту працюють над новим гібридним мульчувальним папером, виготовленим як з функціоналізованої целюлози з включеними ORMOCERs, так і з функціоналізованої наноцелюлози, яка характеризується високою внутрішньою стабільністю через її дуже високе відношення довжини до товщини. При цьому целюлозні волокна пов’язані за допомогою гібридного полімерного складу немов клеєм. Щільність сітки впливає на стабільність. Ця сполучна система ефективно діє в якості покриття. Отже, гібридний папір не вимагає додаткового покриття.
“Папір повинен бути водовідштовхувальним, більш стійким до розриву. Механічна стабільність, а також стійкість до ультрафіолетового випромінювання є важливими властивостями”, – пояснює хімік. Вибір оптимального композиту є актуальним завданням. Як тільки це буде повністю розроблено, пакувальна промисловість також зможе отримати вигоду з нового матеріалу. Біорозкладаний папір замість пластикових плівок зробив би значний внесок у захист навколишнього середовища.
Поки ще рано говорити про запуск у виробництва нового укривного матеріалу. Необхідно провести численні тести, наприклад, як покриття паперовими плівками впливає на зростання томатів та інших культур.
Нагадаємо, що В Україні очікують нового стрибка цін на соняшникову олію.