Các nhà khoa học của FEFU đã tạo ra được một loại phân bón hữu cơ dùng để trồng cây trong môi trường không có đất. Nó dựa trên chất của tảo anfeltia – sinh vật biển Viễn Đông chứa một lượng lớn các nguyên tố vi lượng. Chất dinh dưỡng đậm đặc thu được có thành phần gần giống với đất tự nhiên nhất có thể và đã được khẳng định tính hiệu quả của nó trong các thí nghiệm đầu tiên.
Ngoài nước và ánh sáng mặt trời, cây trồng cần các nguyên tố vi lượng và một số thành phần khác để phát triển. Sự hiện diện hay vắng mặt của chúng không chỉ ảnh hưởng đến kích thước, mùi vị, mùi và màu sắc mà còn ảnh hưởng đến lượng vitamin có trong trái cây. Người ta tin rằng trong điều kiện tự nhiên, tất cả các yếu tố cần thiết của cây đều được lấy từ đất và nước tự nhiên.
Tuy nhiên, để cung cấp lương thực cho những khu vực đông dân cư, nơi đất đai màu mỡ có hạn, người dân phải trồng một lượng lớn rau trong môi trường nhân tạo. Chúng ta đang nói về thủy canh – hệ thống công nghệ cao trong đó chồi nhận dinh dưỡng không phải từ đất mà từ dung dịch bao quanh rễ. Lý tưởng nhất là thành phần của nó phải giống nhất có thể với đất tự nhiên, đồng thời có độ đặc gần với nước để không làm tắc nghẽn nhiều bộ lọc và máy bơm mà dung dịch lưu thông qua đó.
Tham khảo: phân hữu cơ VS khoáng
Các nguyên tố vi lượng trong đất có thể được mô phỏng theo nhiều cách. Đầu tiên là với sự trợ giúp của các chất phụ gia khoáng, được sản xuất bằng phương pháp hóa học. Một mặt, đây là một lựa chọn đơn giản và rẻ tiền để tạo ra phức hợp các yếu tố cần thiết cho cây trồng. Mặt khác, đặc tính hương vị của trái cây trồng bằng phân bón như vậy có thể rất kém so với rau trồng trên đất tự nhiên, do thành phần phụ gia bị hạn chế.
Cách thứ hai là phân hữu cơ, có nguồn gốc tự nhiên và được tạo ra từ các sản phẩm tự nhiên. Chúng cho phép bạn bão hòa cây trồng với các yếu tố cần thiết, đồng thời duy trì mùi vị và mùi “tự nhiên”. Tuy nhiên, “hữu cơ” khá khó thu được ở dạng lỏng, nó cũng có thể chứa mầm bệnh và tạp chất nên rất ít được sử dụng trong hệ thống thủy canh – đắt tiền và không hiệu quả ở quy mô lớn của doanh nghiệp.
Để đạt được các đặc tính hương vị được cải thiện, các hỗn hợp phân khoáng và phân hữu cơ được sử dụng trong thủy canh, được kết hợp theo các tỷ lệ khác nhau. Hiệu quả của các chế phẩm này cao, tuy nhiên, giá thành phân bón của các doanh nghiệp Nga thường cao hơn phân khoáng vì nhiều thành phần có nguồn gốc nước ngoài.
Rẻ hơn, to hơn, ngon hơn
Bất chấp những khó khăn trên, các nhà khoa học FEFU đã tạo ra được thành phần phân bón hữu cơ từ tảo anfeltia dành cho hệ thống thủy canh. Sản phẩm thu được, ngoài một lượng lớn chất dinh dưỡng, còn được bão hòa axit fulvic – chất dẫn tự nhiên của các nguyên tố vi lượng đến tế bào của rễ cây. Phân bón có đặc tính lọc tốt và có độ đặc tương tự như nước tương. Việc chuẩn bị đặc biệt nguyên liệu thô và quá trình chiết siêu âm tiếp theo giúp loại trừ mầm bệnh. Chất dinh dưỡng đậm đặc an toàn và hiệu quả thu được được pha loãng trong nước theo tỷ lệ 1 đến 100 hoặc 1 đến 300, tùy thuộc vào loại cây trồng.
“Các thí nghiệm được tiến hành đã chỉ ra rằng thành phần phân bón hiện nay không hề thua kém về hiệu quả so với các loại phân khoáng hàng đầu. Xà lách trồng trên sản phẩm của chúng tôi có kích thước tương đương với xà lách trồng trên dung dịch nhập khẩu. Đồng thời, chi phí phân bón của chúng tôi thấp hơn và giá trị của rau sẽ cao hơn vì chúng giàu dinh dưỡng hơn và có chất lượng cao hơn”, Tiến sĩ Alexei Belov, người đứng đầu dự án cho biết.
Theo nhà khoa học, các thử nghiệm với dung dịch dinh dưỡng thu được đang được tiến hành và thành phần của kiểu dáng công nghiệp sẽ được hoàn thiện sao cho phù hợp với hiệu quả kinh tế của phân khoáng. Ngoài ra, một nhóm các nhà khoa học cùng với sinh viên đang nghiên cứu ảnh hưởng của các nguyên tố vi lượng cụ thể đến đặc tính cảm quan của thực vật. Các nhà nghiên cứu đang cố gắng tạo ra thành phần lý tưởng của các yếu tố giúp rau có hương vị và mùi thơm đậm đà nhất, cũng như một bộ vitamin và chất dinh dưỡng hoàn chỉnh.
Được yêu cầu cả ở Bắc Cực và trong không gian
Theo đại diện dự án, thủy canh hữu cơ là hướng đi đầy hứa hẹn không chỉ cho các nhà kính lớn. Thị trường lớn cho loại phân bón này là các cơ sở ở xa, chẳng hạn như trại chuyển ca, trạm thám hiểm vùng cực, tàu biển. Ở đây, nhu cầu về rau tươi có thể được đáp ứng với sự trợ giúp của các nhà kính dạng thùng chứa mô-đun, cho phép trồng rau tươi với số lượng vừa đủ. Các chế phẩm cho các khu phức hợp thủy canh nhỏ như vậy phải cân bằng nhất có thể để cư dân ở các làng và doanh nghiệp xa xôi có thể đa dạng hóa chế độ ăn uống với các loại rau ngon và bổ dưỡng.
Một lĩnh vực lớn khác là cung cấp thực phẩm cho các trạm vũ trụ có thời gian lưu trú dài. Thủy canh không chỉ có thể giải quyết nhu cầu về rau tươi mà còn giảm bớt căng thẳng cho các phi hành gia, những người đặc biệt hài lòng khi nhìn thấy những thực vật sống ở xa hành tinh quê hương của họ. Ngày nay, các cơ quan vũ trụ trên khắp thế giới đang đầu tư mạnh vào việc phát triển hệ thống thực phẩm cho các thuộc địa trên Sao Hỏa và các sứ mệnh không gian dài hạn. Theo Alexey Belov, một trong những sản phẩm được tạo ra tại FEFU sẽ hướng tới việc phát triển các giải pháp dinh dưỡng cho các vật thể ở xa.
“Khi nói đến hệ thống thủy canh cho các sứ mệnh không gian dài hạn, vấn đề phân bón hữu cơ là rất gay gắt. Một người có thể ăn các loại rau không cân đối được trồng bằng phân bón hóa học trong vài tháng mà không cảm thấy khó chịu nhiều. Nhưng nếu cuộc du hành vũ trụ kéo dài hơn chục năm thì ở đây cần có thực phẩm chức năng và chất lượng cao ”, người quản lý dự án cho biết.
Hãy nhớ lại rằng việc phát triển các loại phân bón hữu cơ mới ở FEFU được thực hiện trong khuôn khổ chương trình Ưu tiên 2030 và Trường Kỹ thuật Tiên tiến “Viện Công nghệ sinh học, Kỹ thuật sinh học và Hệ thống Thực phẩm”. Mục tiêu của dự án là phát triển các công nghệ CRF đẳng cấp thế giới về kỹ thuật nông nghiệp-sinh học mới, cũng như tạo ra dòng sản phẩm phân bón hiệu quả và giá cả phải chăng từ nguồn tài nguyên địa phương của vùng Viễn Đông.