Поиск путей модификации отходов растениеводства для синтеза композиционных суперабсорбентов на их основе

Продовольственная безопасность является одним из ключевых факторов поддержания суверенитета и устойчивого экономического развития Российской Федерации. Важнейшим параметром ее достижения является обеспечение граждан качественными продуктами питания, производство и доступность которых не зависит от внешнеполитической ситуации. Поэтому устойчивое развитие современных агротехнологий, независимое от импортных товаров, является критически важным для сохранения экономической безопасности РФ. Однако климатические изменения, эрозии почв и потеря ими плодородия оказывают значительное негативное влияние на продовольственную безопасность страны в целом и особенно – с/х регионов РФ, к которым относится Воронежская область. Предотвратить деградацию с/х угодий можно путем внедрения в агротехнологии суперабсорбентов (САП) – полимеров, способных удерживать в себе и контролируемо высвобождать значительные количества жидкости. Использование композиционных САПов, сочетающих в себе акрилатные и полисахаридные звенья, способствует повышению урожайности и рационализации использования ирригационной воды и удобрений, сокращая издержки агропредприятий. Проект направлен на разработку композиционных САПов, содержащих в качестве источника биодеградируемых звеньев отходы с/х растениеводства. Накопление большого количества отходов растениеводства негативно сказывается на состоянии с/х угодий и требует дополнительных усилий и вложений от аграриев для их утилизации. Эта проблема не миновала и Воронежскую область, являющуюся регионом с высокоразвитым с/х растениеводством. Поэтому разработка и внедрение в агротехнологии композиционных САПов, обогащенных отходами растениеводства в качестве источника биодеградируемых компонентов, позволит решить сразу ряд проблем региона, замедляющих его дальнейшее экономическое развитие: - интенсификация растениеводства за счет защиты возделываемых угодий от эрозий и повышения урожайности культур; - рационализация использования ирригационной воды и удобрений; - утилизация отходов растениеводства. С другой стороны, анализ научной литературы и проведенные ранее нами исследования показывают, что для композиционных САПов существует проблема обратной зависимости степени набухания – параметра, определяющего возможность применения продукта – от содержания полисахаридов в составе полимеризационной смеси. Для решения этой проблемы требуется проведение фундаментальных исследований, направленных на изучение структуры и физико-химических свойств композиционных САПов. Разработка композиционных САПов на основе отходов растениеводства потребует исследования зависимости «состав-структура-свойства» для получаемых продуктов, а также изучения путей регуляции физико-химических свойств получаемых продуктов, в первую очередь – равновесной степени набухания получаемого САПов, путем пластификации или химической модификации и/или ферментативной обработки растительного сырья, что составляет фундаментальную часть исследования, запланированного в рамках проекта. Цель, поставленная в проекте – разработка композиционных суперабсорбентов, содержащих в качестве источника биодеградируемых звеньев отходы сельскохозяйственного растениеводства, сочетает в себе как прикладные, так и фундаментальные аспекты, что поспособствует интенсификации растениеводства Воронежской области, расширит теоретические представления о зависимости «состав-структура-свойства» для композиционных суперабсорбентов, а также о механизмах их взаимодействия с пластификаторами и водой.