научно-популярное приложение к газете "Голос Армении"
Menu

ПОЛИМЕРЫ-АГРАРИИ

Основная область применения пленочных полимерных материалов в сельском хозяйстве - строительство и эксплуатация теплиц.

Эффективность национальной экономики во многом зависит от использования в производстве передовых технологий. Это относится и к такому важному сектору экономики нашей страны, как сельское хозяйство. Необходимо ставить и последовательно решать задачу инновационного развития агропромышленного комплекса Армении.

В мировой практике принято считать инновационными те предприятия, где более 70% общего объема продукции в денежном измерении за отчетный налоговый период формируется за счет производства инновационной продукции. У нас таких предприятий очень мало.

Как же активизировать инновационную деятельность в сфере сельского хозяйства Армении? Проблема особенно обострилась в связи с переходом к рыночным отношениям. Факторов, сдерживающих инновационное развитие агропромышленного комплекса Армении, много. Это отсутствие тесного взаимодействия государства и частного бизнеса; резкое снижение затрат на аграрную науку; слабая подготовка кадров в последние годы; плохой маркетинг; низкий спрос на инновационную продукцию; резкое снижение финансирования мероприятий по освоению научно-технических достижений и инновационных программ и т.д.

ХОЧУ ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ НА ФАКТОР, КОТОРЫЙ ПОКА НЕ ОЧЕНЬ СЕРЬЕЗНО воспринимается нашим бизнес-сообществом. Известно, что ключевое звено продвижения разработок на рынок - менеджмент всего цикла проекта. За рубежом на одного разработчика приходится 10 менеджеров, которые доводят эту работу до уровня освоения. Но в Армении отсутствуют механизмы, стимулирующие развитие инновационного процесса в агропромышленном комплексе.

По официальным данным, сельское хозяйство является главным источником дохода для 40 % населения страны. В отличие от типичной картины экономического развития в государствах, вставших на путь модернизации, в Армении доля сельскохозяйственной отрасли в объеме ВВП растет, увеличившись с 16% в 2008 г. до 21% в 2012 г. В нашем сельском хозяйстве практически отсутствуют современные технологии и высокий уровень механизации, о субсидиях можно только мечтать. Средний размер земельного участка очень мал. Все это сказывается на товарности продуктов растениеводства и доходах фермеров.

Инновационные процессы в растениеводстве должны быть направлены на увеличение объемов продукции на основе повышения плодородия почвы, роста урожайности и улучшения качества продукции;

снижение расхода энергоресурсов и зависимости от природных факторов; повышение отдачи орошаемых земель; экономию трудовых и материальных затрат и т.п.

Несмотря на повышение качества урожая за счет трансгенных растений и общего уровня сельхозпроизводства, проблема продовольственной безопасности не решена. Необходимо улучшить традиционные методы культивирования с применением удобрений и регуляторов роста растений. Одно из перспективных направлений в наших условиях - внедрение научно-технических разработок в полимерной химии.

ТУТ ПЕРВОЕ МЕСТО ПРИНАДЛЕЖИТ ПЛЕНКАМ. Основная область применения пленочных полимерных материалов в сельском хозяйстве - строительство и эксплуатация теплиц, для покрытия которых сегодня применяется стабилизированная полиэтиленовая пленка толщиной 150-200 мкм. За счет светостабилизирующих добавок она приобретает устойчивость к ультрафиолетовому излучению. В зависимости от климатических условий используются одинарная или двойная пленка.

Среди достоинств пленки - ее малый вес (0,19кг/кв.м), легкость транспортировки и монтажа, низкая стоимость, высокая прозрачность. Причем количество проникающего света зависит не только от материала, но и от конструкций кровли. Главный недостаток пленки – недолговечность. Максимальный срок службы, заявляемый производителями, – 5 лет. Покрытие теплиц таким материалом требует частой замены, что увеличивает затраты. Прочность материала недостаточна для противодействия птицам, а на внутренней стороне пленки скапливается конденсат, что способствует распространению вредных микроорганизмов и болезней растений.

Альтернативой используемым полимерным пленочным материалам может стать пленка полиэтиленовая, стабилизированная, гидрофильная. На ее поверхности формируется плоскокапельный конденсат. Антистатические добавки снижают способность запыления в процессе эксплуатации, сохраняется прозрачность материала в течение всей эксплуатации. Пленка характеризуется пониженной проницаемостью для инфракрасных лучей. Ночью теплицы теряют меньше тепла, чему способствует и слой воды на внутренней поверхности пленки.

На рынке отмечается рост продаж пленки сополимерной этиленвинилацетатной, что, видимо, обусловлено повышенной прочностью по сравнению с полиэтиленовой пленкой, эластичностью. Сополимерная пленка морозостойкая, устойчива к ветровым нагрузкам и проколам, гидрофильна, прекрасно задерживает тепло. Из-за высокой светопроницаемости в теплицах, покрытых сополимерной пленкой, в солнечные дни отмечаются перегревы. Срок службы таких пленок - до 3 лет.

 Известен также ряд других типов пленки, отличающихся лучшими показателями. Так, создан новый вид пленки, способный преобразовывать кратковременное ультрафиолетовое излучение в область длинноволнового красного. В результате более сильного фотосинтеза урожайность томатов увеличивается в 2 раза, на 2 недели ускоряется их созревание по сравнению с использованием простой полиэтиленовой пленки, увеличивается также урожайность салата, редиса, огурцов, капусты. С учетом интенсивного развития химии полимеров скоро можно ожидать появления широкого ассортимента более эффективных видов полимерных пленок.

В настоящее время при покрытии теплиц и других сооружений защищенного грунта в качестве светопрозрачного материала вместо традиционной пленки и стекла также используется сотовый поликарбонат – полимерный пластик, структура которого имеет два и более слоев. Между слоями сотового поликарбоната находится слой воздуха, который обеспечивает поликарбонату высокие теплоизоляционные свойства, а ребра жесткости отвечают за прочность и надежность к механическому воздействию.

СОТОВЫЙ ПОЛИКАРБОНАТ ИМЕЕТ МНОЖЕСТВО ДОСТОИНСТВ, обусловливающих возрастающую популярность его использования в остеклении теплиц. Ударная стойкость панели толщиной 6 мм выдерживает удар градины диаметром 2 см, летящей со скоростью 114 км/ч, что соответствует скорости ветра при урагане. В теплицах чаще всего используется поликарбонат 8 или 10 мм. Поликарбонат в 200 раз прочнее стекла и способен выдерживать экстремальные снеговые и ветровые нагрузки. Панель толщиной 6 мм весит 0,8-1,3 кг/кв. м – в 10 раз меньше стекла.

Использование поликарбоната также дает преимущество по такому параметру, как безопасность остекления. Поликарбонат не разбивается, не дает трещин, а, следовательно, отсутствуют острые осколки при ударе. Поликарбонатные панели пригодны к применению в диапазоне температур от -45 до +120 градусов. Кроме того, он обладает высокой химической устойчивостью. По одному из важнейших показателей утечки тепла – теплопроводности покрытия теплицы – он также выигрывает перед стеклом. Благодаря большому количеству изолированных воздушных камер поликарбонат – великолепный теплоизолятор. Поликарбонат пожаробезопасен, он трудно воспламеняется и не поддерживает горение. Монтаж сотового поликарбоната отличается легкостью в резке и вырубке, сверлении и штамповке благодаря прочности и гибкости, в отличие от стекла. Легкий материал значительно снижает нагрузку на несущую конструкцию теплицы. Основным недостатком, препятствующим широкому распространению сотового поликарбоната, является его цена в сравнении с превалирующим материалом - полимерной пленкой. К тому же степень прозрачности этого материала немного уступает стеклу – 86% против 92%.

Другая основная область широкого применения полимерных материалов в сельском хозяйстве - мелиорация. Тут и разнообразные формы труб и шлангов для полива, особенно для самого прогрессивного в настоящее время капельного орошения, и перфорированные пластмассовые трубы для дренажа. Интересно отметить, что срок службы пластмассовых труб в системах дренажа в 3-4 раза дольше, чем соответствующих керамических труб. Вдобавок использование пластмассовых труб, особенно из гофрированного поливинилхлорида, позволяет почти полностью исключить ручной труд при прокладке дренажных систем.

ПОМИМО ДВУХ ПЕРЕЧИСЛЕННЫХ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ полимерных материалов в сельском хозяйстве следует остановиться на двух относительно новых направлениях. Так, геотекстиль, изготовленный термоскрепленным способом, в сельском хозяйстве выполняет немаловажную функцию. Его можно использовать, например, в качестве укрывного материала, применяемого в парниках. Геотекстиль плотностью 60 г/кв.м служит довольно долгое время (в отличие от полиэтиленовых пленок) и обладает защитой от ультрафиолета, обеспечивает оптимальный микроклимат, уменьшает испарения с поверхности грунта. Геоматериалы в сельском хозяйстве выполняют и функцию дренажных конструкций, предотвращают заиливание почвы вследствие излишней увлажненности, защищают ее от выветривания и пересушивания. Геотекстиль широко применяется в строительстве мелиоративных сооружений, ограничивает рост корней растений, предотвращает появление сорняков, устойчив к механическим повреждениям, защищает почву от эрозии. Появляется все больше новых геоматериалов. Это геотекстиль с добавлением углерода, он эффективно поглощает большую часть солнечных лучей, что препятствует распространению сорняков, и служит более 5 лет.

Сегодня в Европе противоградовые и затеняющие сетки для сада считаются необходимыми для получения качественного урожая. Актуальность использования противоградового укрытия для нашего региона очевидна, особенно в весенний период. Противоградовые сетки изготавливаются в основном из полиэтилена высокой плотности. Продление жизни сетей и защита от ультрафиолета достигается добавлением к полиэтилену стабилизирующих добавок. Главное достоинство этих сеток - защита плодов от ударов града, солнечных ожогов и сильного ветра. При горизонтальном натягивании сеток над посадками падающий град постепенно тает, отдавая растениям влагу. Эти сетки также защищают сады от птиц.

Без искусственно синтезированных химических средств сегодня не обойтись. Химические средства защиты помогают сохранить лишь 18-20% урожая. Разговоры о необходимости отказа от пестицидов несостоятельны, однако в будущем вполне возможна разработка экологически чистых методов защиты растений.

Учитывая, что многие вопросы агрохимии связаны с химией полимеров, в ЗАО "Ереванский НИИ "Пластполимер" стали приоритетными исследования в области синтеза полимеров и композиций на их основе для сельского хозяйства. Ведутся работы по созданию новых веществ и материалов с заранее заданными свойствами, разрабатываются новые и совершенствуются существующие технологические процессы.

Перспективное направление – разработка препаратов для защиты растений на основе полимеров. Разработка препаратов с новым механизмом воздействия на насекомых-вредителей сулит широкие перспективы, позволяет разработать полимерное средство избирательного действия, не наносящего вреда другим живым организмам и окружающей среде.

 РАЗРАБОТАННЫЙ В ИНСТИТУТЕ НЕТОКСИЧНЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ ПРЕПАРАТ ЭКСЕН, обладая нестандартным механизмом действия, высокоэффективен в борьбе с вредителями и удобен в применении, безопасен для человека и окружающей среды. Препарат обладает не ядовитым, а клеющим действием, за счет пленкообразования оказывает механическое воздействие на вредителя. Тонкие полимерные пленки после высыхания легко разрушаются или смываются водой.

Другое направление, которое развивается в институте, - разработка полимерных суперсорбентов для вододефицитных территорий Армении с целью восстановления зеленых массивов. Беспочвенное культивирование растений обеспечивает ускоренное производство посадочного материала, но при пересадке гидропонических саженцев в неорошаемые условия приживается только 30% .

В условиях открытой гидропоники одна из важных задач - создание оптимальной среды корнеобитания. Применяемые минеральные субстраты (вулканический черный/красный шлак, гравий и т.п.) имеют слабую влагоудерживающую способность. Весьма перспективным становится применение субстратов на основе полимерных материалов. Это возможность целенаправленного создания полимерных структур с заранее заданными свойствами.

 В последние десятилетия большое внимание исследователей уделяется разработке субстратов на основе гидрофильных полимерных материалов, в частности сильнонабухающих гидрогелей. Нами разработаны методы синтеза и получены новые системы сильнонабухающих гидрогелей, пригодных для использования в гидропонике. Их отличает хорошая набухаемость в воде, высокая гидрофильность, способствующая заполнению системы питательными растворами, легко реализуемый проток питательных сред и их замена, отсутствие коллапсирования в водно-солевых растворах, отсутствие фитотоксичного действия на семена и растения. В результате совместных исследований нашего института и Института проблем гидропоники удалось уточнить, что использование полимерных добавок повысило приживаемость гидропонических саженцев до 100%.

В институте ведутся исследования по использованию в качестве регулирующих препаратов систем, обеспечивающих контролируемое поступление регуляторов роста растений. Эффективность препарата обеспечивается поступлением активного вещества в течение длительного времени и снижением побочных расходов в результате биодеградации и вымывания.

Перечисленные примеры – лишь некоторые из разработок нашего института, которые могут использоваться в аграрном производстве республики. Их использование позволит в значительной мере повысить продовольственную безопасность нашей страны. Необходимо в короткие сроки создать эффективно работающую инфраструктуру поддержки инноваций и потребления наукоемких технологий.

Опубликовано в Инновации
Прочитано 2677 раз
Оцените материал
(8 голосов)

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Наверх