"Профессор Том Фернандес улучшает эффективность управления водными ресурсами в теплицах и питомниках"

Описывает это событие Джек Фалински в пресс-релизе Мичиганского государственного университета.

Том Фернандес, профессор садоводства на кафедре Мичиганского государственного университета, посвятил большую часть своей 25-летней карьеры изучению эффективного управления водными ресурсами в теплицах и питомниках для повышения эффективности использования воды и сокращения вымывания питательных веществ.

Фернандес разрабатывал стратегии управления, которые гарантируют, чтобы сельскохозяйственные ресурсы, такие как удобрения и пестициды, не проникали в окружающую среду и не ухудшали качество воды.

Согласно Агентству по охране окружающей среды США, каждый год в почву вносится около полумиллиона тонн пестицидов, 12 миллионов тонн азотных и 4 миллиона тонн фосфорных удобрений. Сток этих веществ оказывает негативное воздействие на качество воды.

В теплицах и питомниках легко происходит вымывание многих растений из-за особенностей их контейнеров, которые позволяют воде свободно стекать. Фернандес обнаружил, что использование воды на основе ежедневного потребления растения помогает сократить полив на 30-80% в зависимости от вида, а фермеры могут сохранять воду и уменьшать вымывание питательных веществ из почвы.

Кроме снижения вымывания питательных веществ из удобрений, таких как нитраты и фосфаты, Фернандес также изучал, как сократить перемещение пестицидов из почвы на нецелевые территории.

Пестициды обычно распыляются на поверхность растений, и из-за этого они попадают в промежутки между растениями или на покровные растения в теплицах и питомниках. Когда орошение происходит сверху, пестициды могут перемещаться вместе с водой и негативно влиять на качество воды.

Фернандес отмечает, что подача меньшего количества воды к растениям может помочь снизить перемещение пестицидов в почве. Например, микроорошение отдельных горшков с помощью распылительных колышков позволяет существенно снизить сток пестицидов.

«Мы имеем достаточно времени в отношении питательных веществ и пестицидов. Чем дольше мы не допускаем их попадания в водные системы, тем больше возможностей у биологической среды исправить возможные проблемы», - сказал Фернандес.

Благодаря этим стратегиям есть лучшее понимание того, как поливать растения в контейнерах, не приводя к вымыванию. В настоящее время Фернандес занимается изучением методов очистки воды, используемой в сельскохозяйственном производстве, с целью оценки количества питательных веществ и пестицидов в ней после применения.

С 2018 года Фернандес и Джемма Регера, заместитель декана факультета естественных наук Мичиганского государственного университета и профессор кафедры микробиологии, генетики и иммунологии, начали изучать, как питательные вещества из удобрений взаимодействуют с биореакторами и насколько хорошо биореакторы удаляют питательные вещества из воды, используемой в теплицах. Исследование началось с участием бывшего аспиранта Фернандеса Дэймона Абди, который сейчас является доцентом на кафедре садоводства Университета Луизианы.

Внешне биореакторы представляют собой большие бочки, заполненные древесной стружкой. Фернандес отмечает, что в первой стадии биореактора древесная стружка превращает нитраты в азот в газообразной форме, а во второй стадии глина обеспечивает большую площадь поверхности для связывания фосфора из фосфатов.

Исследования показали, что более 95% нитратов и 80-87% фосфатов могут быть удалены при прохождении воды через биореактор. Фернандес и его команда обнаружили, что большая часть активности происходит в древесной стружке, поэтому вторая стадия биореактора, в которой использовалась глина, была остановлена.

Многие теплицы и питомники работают с замкнутыми системами водоснабжения, где вода хранится и повторно используется. Фернандес сообщает, что с помощью биореакторов можно удалить 90-100% питательных веществ из воды для повторного использования в производстве и снизить общее количество пестицидов в воде на 30-75%, в зависимости от их подвижности.

«В наших лабораторных экспериментах мы обнаружили, что если сократить время, которое вода пребывает в биореакторе, то можно сохранить питательные вещества и уменьшить количество пестицидов в воде», - отмечает Фернандес.

Эми Аптон, исполнительный директор Ассоциации питомниководства и ландшафтного дизайна Мичигана, отмечает, что результаты исследований Фернандеса помогают сельскохозяйственным и питомниководческим предприятиям продвигать на рынок свою продукцию, основываясь на экологических практиках. Командой Фернандеса также предоставляются практические демонстрации для оценки и внедрения этих технологий.

Третий год проводятся исследования, в которых следят за работой биореакторов в рамках крупномасштабного тепличного хозяйства.

Фернандес отмечает, что они используют резервуары объемом 300 и 600 галлонов в качестве контейнеров для биореакторов, и в настоящее время исследуется разложение пестицидов в анаэробных и аэробных условиях.

«Насколько мне известно, это первый случай использования подобных систем в коммерческих теплицах», - сказал Фернандес, выражая надежду, что полученная информация поможет улучшить эффективность удаления пестицидов из воды.