Специалист Ильясов подтверждает: Мискантус успешно выдерживает жару Туркменистана

19 Февраль 2024

Общество

Быстрый прогресс в научно-технической сфере по всему миру привел к загрязнению почв неорганическими элементами, такими как металлы и металлоиды, а также органическими загрязнителями, делая землю неподходящей для агрокультур. Для восстановления таких территорий необходима фитостабилизация. Доктор технических наук Аллаберды Ильясов рассказал информационному агентству Vestiabad.ru, что для этих целей можно использовать мискантус.

Мискантус, представитель семейства злаковых (Poaceae), чаще всего встречается в Юго-Восточной Азии, а также в некоторых регионах Дальнего Востока и Африки. Это растение напоминает камыш, обладает привлекательными плоскими метелками и может достигать высоты почти двух метров. Как многолетнее травянистое растение, мискантус традиционно используется в ландшафтном дизайне.

Мискантус для Туркменистана

В начале хочется подчеркнуть, что в Туркменистане для целей фитостабилизации почвы активно используются растения, хорошо адаптированные к засоленным условиям. Среди них особо выделяются такие виды, как сольник, солончаковая пастбищная трава, щетинистый мятлик, дикая верблюжья колючка и другие, известные своей способностью бороться с засолением почвы. Эти растения приспособлены к выживанию в условиях высокой солености и могут активно удалять соль из почвы, используя свою корневую систему.

Следует подчеркнуть, что на сегодняшний день мискантус выделяется как культура, предназначенная не только для производства биомассы, но и для экологического восстановления земель, потерявших свою первоначальную плодородность из-за сильного загрязнения. Благодаря возможности получения высоких урожаев, мискантус находит широкое применение в различных областях, включая промышленное использование, что способствует его быстрому распространению в аграрной сфере. Исследования подтвердили, что мискантус эффективно абсорбирует из почвы теллур – хрупкий, слаботоксичный, редкий полуметалл (символ Te), способствуя тем самым уменьшению его концентрации в земле. Это растение также играет значительную роль в улучшении физико-химических характеристик почвы, секвестрации вредных веществ и снижении их токсичности, демонстрируя и другие полезные свойства, благоприятно влияющие на здоровье почвы.

Опыт выращивания мискантуса на загрязненных участках для целей фитостабилизации показывает значительные результаты уже через три месяца. Наблюдается уменьшение мобильности теллура (ТЕ), что связано с изменениями в физико-химических характеристиках почвы, происходящими из-за усиленного круговорота питательных веществ и углерода. Этому способствует не только улучшенное удержание влаги благодаря густому растительному покрову, но и поддержание полезной микрофлоры в почве за счет активности корневых экссудатов мискантуса. Эти экссудаты, содержащие органические кислоты и аминокислоты, способствуют изменению pH ризосферы, растворению минеральных веществ и накоплению металлов в корневой системе.

Кроме того, мискантус играет важную роль в биодеградации органических загрязнителей почвы. Его корневые экссудаты обогащают почву кислородом и питательными веществами, что стимулирует активность микроорганизмов, разлагающих органические вещества и уменьшающих загрязнение. Таким образом, мискантус не только способствует физическому и химическому восстановлению почвы, но и активизирует процессы ее биологической реабилитации.

Приоритетный агробизнес

Исследование мискантуса как источника растительной целлюлозы началось относительно недавно, в конце XX века. С тех пор в разных странах стали строить и запускать заводы и предприятия, специализирующиеся на производстве биокомпозитов из целлюлозного волокна этого растения. Привлекательность мискантуса для инвестиционных проектов в этой области объясняется его способностью быстро адаптироваться к разнообразным климатическим условиям, включая условия Туркменистана. Это растение успешно растет на бедных почвах, которые малопригодны для других сельскохозяйственных культур, что делает его ценным ресурсом в агропромышленном секторе.

Одним из ключевых преимуществ мискантуса является его способность к вегетативному размножению, избегая неконтролируемого распространения, что в свою очередь способствует улучшению структуры почвы и предотвращению эрозии. Кроме того, мискантус активно абсорбирует углекислый газ из атмосферы, что делает его важным инструментом в борьбе с изменением климата.

Таким образом, развитие индустрии, основанной на использовании мискантуса как источника целлюлозы, не только открывает новые возможности для производства экологически чистых материалов, но и способствует улучшению экологической ситуации в регионах его выращивания.

Урожайность мискантуса на территории Туркменистана, принимая во внимание сухую биомассу, может достигать до 15 тонн с гектара, обеспечивая таким образом высокий потенциал для производства картона и бумажной массы. Сбор урожая этого растения обычно осуществляется с помощью сельскохозяйственной техники, включая косилки, пресс-подборщики и комбайны, что делает процесс уборки эффективным и быстрым. Мискантус характеризуется хорошей устойчивостью к хранению на открытом воздухе, сохраняя свои качества на протяжении длительного времени.

На данный момент, мискантус представляет собой ценное растительное сырье, выращивание которого является одним из ключевых направлений в сфере агробизнеса. Это растение находит широкое применение в целлюлозно-бумажной индустрии, где служит основой для производства различной продукции, включая бумагу, картон, биоразлагаемую упаковку и одноразовую посуду. Важность мискантуса в данной отрасли также обусловлена активными поисками экологически чистых альтернатив традиционному пластику, который негативно влияет на окружающую среду.

Выращивание мискантуса, который является растением, тесно связанным с сахарным тростником, играет важную роль в развитии биоэнергетики – отрасли с большим потенциалом будущего. Из биомассы этого растения производят топливные гранулы уникальных свойств: они обладают высокой теплотворной способностью, низким уровнем зольности и сравнительно малым содержанием летучих веществ. Это обеспечивает их эффективное сгорание с высоким тепловым выходом. Таким образом, мискантус представляет собой не только экологически чистый источник энергии, но и обещает дополнительные экспортные доходы, благодаря производству и реализации топливных гранул на международном рынке.

Вегетационный период

Сбор соломы для её последующего разделения и обработки обычно осуществляется в период с февраля по март, начиная с второго года роста, когда урожайность плантации в среднем составляет 6-8 тонн на гектар.

К третьему году урожайность увеличивается до 13-15 тонн на гектар, а с четвёртого года и далее достигает 20-22 тонн на гектар. После зимы, когда листья и побеги опадают, растение подсыхает до влажности в 12-18%, что улучшает условия для его хранения и сокращает необходимость в дополнительной сушке.

Для сбора соломы используются режущие уборочные агрегаты и пресс-подборщики, которые пакуют солому в тюки. Плотность квадратных тюков достигает примерно 280 кг/м³. Также применяется технология сбора измельчённой щепы непосредственно с поля. Выбор метода уборки зависит от потребностей в дальнейшей обработке биомассы. Урожай мискантуса в Туркменистане, в пересчёте на сухую массу, может достигать до 15 тонн с гектара, обеспечивая высокую выработку картонной и бумажной продукции. В основном уборка производится механизированным способом с использованием косилок, пресс-подборщиков и комбайнов. Мискантус хорошо сохраняется на открытом воздухе, не утрачивая своих качеств.

Лежанка для животных

Измельченный мискантус, обладая пористостью, мягкостью, упругостью и теплотой, создает оптимальные условия для содержания животных на фермах. Использование его в качестве подстилки является одним из самых экономичных и простых способов обустройства. Подстилки из биомассы мискантуса отличаются высокой способностью абсорбировать влагу, превышая свой начальный вес в три раза, что обеспечивает быстрое поглощение влажности.

Благодаря этим свойствам, такой материал способствует созданию комфортных условий для животных и облегчает утилизацию после использования за счет быстрого компостирования.

Для молодняка в качестве нижнего слоя подстилки применяется солома крупной фракции. Щепа мискантуса, более мягкая по структуре, идеально подходит для покрытия бетонных полов в загонах различных видов сельскохозяйственных животных. Исследования ученых из Университета Копенгагена показали, что увеличение толщины слоя соломенной подстилки способствует росту массы тела молодых животных, что подчеркивает важность выбора качественной подстилки для успешного животноводства.

Пластик из мискантуса

Производственный процесс растительных полимеров активно развивается по всему миру, выделяясь использованием возобновляемых источников, включая биомассу мискантуса, богатую целлюлозой. Именно из такого сырья создаются биоразлагаемые изделия, например, одноразовая посуда и упаковочные материалы. Для получения натурального термопластичного полимера на основе мискантуса разработан специализированный химический процесс, который предусматривает два основных направления, обеспечивающих высокие эксплуатационные характеристики и экологическую безопасность продукта.

В одном из подходов к производству используется гидролиз для преобразования мискантуса в гидротропный лигнин — коричневый порошок, который затем применяется в качестве основы для создания полимеров. Этот метод позволяет извлекать высококачественные полимерные материалы с отличными термопластичными свойствами, открывая новые возможности для производства экологичных и возобновляемых продуктов.

В современной промышленности второй метод производства термопластичных полимеров из мискантуса, дополняющий первый, также активно применяется и отличается своим подходом. Этот метод предусматривает замачивание сырья в воде на сутки, за которым следует процесс гидролиза под повышенным давлением. Эти технологические решения позволяют полностью реализовать потенциал высокого содержания целлюлозы в мискантусе, превращая его в чистый лигнин без примесей серы и хлора, который затем служит основой для создания натурального термопластичного полимера.

Таким образом, лигнин, полученный из мискантуса, открывает широкие возможности для его применения в различных отраслях. Из него могут производиться не только экологичные и полностью биоразлагаемые материалы, такие как одноразовая посуда и упаковка, но и более сложные продукты. В частности, его можно использовать как сырье для изготовления топливных брикетов, моторных масел, древесно-стружечных плит (ДСП), а также других материалов, где ключевым является сохранение термопластичных свойств природного полимера. Эти инновационные подходы не только способствуют сокращению использования ископаемых ресурсов, но и уменьшают экологический отпечаток производственных процессов, делая их более устойчивыми и экологически безопасными.

Трава для бетона

В настоящее время разработан унифицированный метод создания строительных материалов из мискантуса. Эта технология позволяет производить легкие пористые бетонные изделия, такие как блоки и панели, применяемые в строительстве объектов малой этажности и зданий с другими функциями, не ограничиваясь использованием только древесной щепы. Мискантус, высокоэффективная зерновая культура, становится все более популярным сырьем благодаря его широкому распространению и устойчивому росту. Обработка мискантуса позволяет получать различные строительные материалы, включая плиты, стеновые панели и блоки из экологически чистого бетона, идеально подходящие для постройки жилых домов и дач.

Состав строительных блоков и панелей из этого новаторского «зеленого» бетона довольно специфичен и включает в себя мискантусовую щепу, высокомарочный цемент (М500 и выше), воду и минеральные добавки. Процесс производства таких блоков регламентируется строгим соблюдением пропорций компонентов, что гарантирует высокое качество готовых изделий и их превосходные эксплуатационные характеристики. Благодаря этому, материалы на основе мискантуса являются прочным, долговечным и экологически безопасным выбором для строительства.

Мискантус, благодаря своим уникальным свойствам, становится все более важным компонентом в производстве легких бетонов, применяемых в различных сферах строительства. Эта злаковая культура, обладая высокой прочностью и легкостью, идеально подходит в качестве заполнителя для создания бетонных изделий с улучшенными тепло- и звукоизоляционными свойствами.

Использование мискантуса в производстве легких бетонов позволяет получать материалы, которые могут быть использованы для строительства стен, перегородок, перекрытий, а также специализированных тепло- и звукоизоляционных плит. Важно отметить, что биобетон на основе мискантуса, в отличие от традиционных бетонных смесей, обладает не только экологической чистотой, но и лучшими эксплуатационными характеристиками, что делает его особенно привлекательным для современного строительства.

Преимущества использования мискантуса в производстве легких бетонов включают в себя не только улучшенные тепло- и звукоизоляционные свойства готовых изделий, но и возможность создания более легких конструкций, что снижает нагрузку на фундамент и другие несущие элементы здания. Кроме того, бетон, изготовленный с использованием мискантуса, может быть применен в качестве теплоизоляционной штукатурки, бесшовного чернового пола и в других строительных процессах, требующих использования легких и эффективных материалов.

Таким образом, мискантус вносит значительный вклад в развитие экологически устойчивого и инновационного строительства, предоставляя рынку новые типы бетонов, которые сочетают в себе прочность, легкость и высокие изоляционные характеристики.