Onderzoekers van het Federaal Onderzoekscentrum van St. Petersburg van de Russische Academie van Wetenschappen (SPb FRC RAS) hebben een methode ontwikkeld om humuszuren te verkrijgen uit organische meersedimenten (sapropel), die dienen als bron voor het maken van geneesmiddelen die de gewasopbrengst verhogen. Zuren verkregen uit sapropel bleken beter te zijn in hun belangrijkste kenmerken dan bestaande analogen, die geïsoleerd zijn uit hout, steenkool of turf. De resultaten van het werk zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Agriculture Digitalization and Organic Production.
Sapropel (Grieks "kleimalib") is bodemsediment dat wordt gevormd uit de overblijfselen van verschillende levende organismen (planten en plankton). Deze stoffen hebben een aantal eigenschappen die een positief effect hebben op de gewasproductiviteit. Het voordeel van sapropel ligt in het feit dat het een aantal belangrijke organische verbindingen van verschillende chemische aard bevat om het metabolisme van planten en de voeding van micro-organismen in de bodem, waaronder humuszuren en fulvinezuren, te verbeteren. Deze twee fracties bevatten vitamines, micro-elementen en andere biologisch actieve stoffen van het hormoonachtige type.
Onbehandelde bodemsedimenten kunnen echter een speciale film vormen die verhindert dat zuurstof de grond binnendringt, wat leidt tot aantasting van de plant en het gebied drassig begint te worden. Daarom is het voor een effectief gebruik van sapropelen noodzakelijk om ze grondig te reinigen van verschillende soorten onzuiverheden.
“We hebben een techniek ontwikkeld waarmee we sapropelen konden zuiveren en twee fracties van organische verbindingen konden isoleren: humuszuur en fulvinezuur. Tegenwoordig worden deze stoffen veel gebruikt als basis voor bioadditieven die de opbrengst van plantensymbioculturen verhogen ”, zegt Yan Pukhalsky, junior onderzoeker bij het St. Petersburg Federal Research Center van de Russian Academy of Sciences.
Monsters voor de studie werden verzameld tijdens expedities die de afgelopen twee jaar zijn uitgevoerd op meren in de Pskov-regio onder leiding van Aleksey Mityukov, een vooraanstaand onderzoeker bij het Laboratory of Complex Problems of Limnology van het St. Petersburg Federal Research Center van de Russische Academie van Wetenschappen.
Om nuttige stoffen te isoleren uit sapropelmonsters die tijdens expedities zijn verzameld, hebben onderzoekers een speciale technologie ontwikkeld. Eerst werden de monsters gezuiverd van onzuiverheden met behulp van een ultrasone eenheid, eerder gemaakt door wetenschappers van het St. Petersburg Federal Research Center van de Russische Academie van Wetenschappen. Vervolgens werden overtollige componenten gescheiden met behulp van een reeks zuur-base-extractie (wetenschappers gebruikten een mengsel van pyrofosfaat, zwavelzuur en salpeterzuur in een bepaalde verhouding). Als resultaat werden fracties van humus- en fulvinezuren verkregen, waarvoor de onderzoekers een volledige elementaire en biochemische analyse uitvoerden.
De resultaten van dit werk toonden aan dat het koolstofgehalte - deze indicator is een van de belangrijkste parameters van bruikbaarheid bij het maken van additieven om de productiviteit te verhogen - in humuszuren verkregen uit sapropel ongeveer 28% is. Terwijl soortgelijke technologieën, met behulp waarvan tegenwoordig actief humuszuren uit hout, steenkool en turf worden gesynthetiseerd, een koolstofconcentratie van 18 tot 20% aantonen.
“Zo bieden we een technologie voor het verkrijgen van efficiëntere grondstoffen voor gewasproductie in gesloten en volle grond. Alleen al in de waterlichamen van het noordwesten van Rusland is het fonds van sapropelic-afzettingen erg groot, maar inmiddels is het verlaten of nog steeds slecht ontwikkeld. De winning ervan is niet alleen van commercieel belang, maar dient in veel gevallen als een maatregel voor natuurbescherming (milieu) waarmee u het meerbad kunt reinigen en verdiepen ”, zegt Svyatoslav Loskutov, onderzoeker bij het laboratorium voor hydrochemie van de St. Petersburg Federal Onderzoekscentrum van de Russische Academie van Wetenschappen.
De onderzoeksresultaten werden gepresenteerd op de VII International Conference on Humic Innovative Technologies “Humic Substances and Survival Technologies” (HIT-2022).