Новые нанокомпозитные удобрения на основе глинистого минерала глауконита предложили геологи Томского политехнического университета совместно с коллегами из НИУ «Высшая школа экономики», Гуандунского технологического университета и Макаоского университета науки и технологий (Китай). Ранее сотрудники Томского политеха установили, что глауконит способен накапливать в своих порах и межслоевых пространствах аммоний — источник необходимого растениям азота. То есть минерал может выступать в роли природного контейнера для доставки питательного вещества к растениям. Однако оптимальное соотношение минералов и питательных веществ, а также механизм контролируемого высвобождения недостаточно изучены. Чтобы восполнить этот пробел, исследователи решили объединить моделирование молекулярной динамики с экспериментальными наблюдениями.
В экспериментах использовали глауконит Каринского месторождения, из которого получали концентрат для производства нанокомпозитов. С помощью молекулярнодинамического моделирования был создан цифровой двойник, позволяющий в динамике наблюдать, как взаимодействуют атомы на поверхности минерала с атомами полезного компонента. Модель учитывает состав растворов и их физико-химические свойства, благодаря чему удалось выявить механизмы сорбции азотных соединений на глауконите. Высвобождение питательных веществ оценивали экспериментально.
Далее учёные проверили, как разработанные удобрения влияют на показатели роста растений. В качестве экспериментальной культуры взяли овёс. Семена выращивали в почве, которая широко используется в сельском хозяйстве в умеренных зонах Западной Сибири, при температуре 22°С. Увеличение урожайности овса в экспериментах достигало 15,9%. Оптимальную всхожесть наблюдали при концентрации аммония 3%. А вот вегетативному росту и урожайности способствует более высокая концентрация аммония в гуминовых удобрениях — 9%, что подчёркивает различные потребно-сти растения в питательных веществах на разных этапах развития.
