Аннотация результатов, полученных в 2025 году
За третий год выполнения проекта были получены все запланированные результаты в рамках исследований умеренно зрелого глауконита (G2), а также в рамках полевых испытаний нанокомпозитных удобрений из высоко зрелого глауконита и смектита. (1) Созданы нанокомпозитные продукты различными способами на основе умеренно зрелого глауконита как ингибитора и карбамида/фосфата как наполнителей с оценкой уровней и степеней интеркаляции, абсорбции и адсорбции. Нанокомпозиты, полученные механохимическим путём с использованием карбамида в качестве функционального компонента, обладают наиболее выраженной степенью модификации среди всех вариантов механохимической активации. При активации глауконита в планетарной мельнице с дозами карбамида 10-30 % наблюдается значительное расширение межплоскостного, что указывает на интеркаляцию ионов аммония в межслоевые пространства глауконита. Нанокомпозиты с МАФ проявляют отличительные Разные доли двух типов внутрисферной координации аммония, внешнесферных координаций аммония и нитратов, а также разнообразная сеть водородных связей обеспечивают отличительную скорость диффузии аммония, нитратов и калия в минеральных нанокомпозитах, подготовленных при разных концентрациях аммония в растворе. Химическая активация позволяет гибко изменять морфологические функциональные характеристики глауконита, создавая материалы с оптимизированными свойствами для заданных целей. (2) Определены скорости высвобождения нутриентов (аммоний, нитраты, калий, фосфаты) из созданных нанокомпозитов (глауконит (G2)-карбамид, G2-МАФ) в почву на основе лабораторных экспериментов. В глауконитовых нанокомпозитах, активированных механохимическим способом с добавлением карбамида, динамика высвобождения аммония и нитратов демонстрирует поэтапный характер, обусловленный различной степенью сорбции нутриентов в микро- и мезопорах. Это поведение согласуется с их преимущественным нахождением в макро- и мезопорах, а также возможной ко-сорбцией с аммонием в структуре минерала. В отличие от карбамидных композитов, нанокомпозиты с МАФ характеризуются менее выраженной интеркаляцией. Совокупность полученных результатов указывает на то, что степень и форма связывания нутриентов в механохимически активированных композитах напрямую зависят от типа используемого активатора и способа механохимической активации. Последовательные и трехэтапные схемы высвобождения аммония и нитрата их химически активированных нанокомпозитов обусловлены их взаимодействием c базальной поверхностью глауконита. Слоистые пакеты с повышенной долей изоморфных замещений в тетраэдрических и октаэдрических пакетах отвечают за повышенную сорбционную способность глауконита на базальной поверхности, что подразумевается некоторую потерю калия из межслоя или ограничивание мобильности калия согласно комплексным наблюдениям. (3) Проведены оценка и анализ эффективности использования созданных композитных продуктов в качестве минеральной добавки в почвы на рост и развитие сельскохозяйственных культур. Механохимически активированные композиты с карбамидом обеспечивают более выраженное положительное влияние на ранние стадии роста овса, особенно при использовании умеренной дозы (10%) и планетарной активации. В то время как композиты с МАФ действуют менее активно и требуют тонкой настройки дозы для достижения положительного эффекта. Дополнительные результаты агро-экспериментов показывают потенциал глауконита, модифицированного медью и бором, для улучшения параметров роста растений. Эти варианты стабильно способствовали увеличению длины проростков и их биомассы, что можно объяснить высокой доступностью питательных веществ в нанокомпозитах и их эффективным усвоением растениями. (4) Установлено и проанализировано влияние созданных нанокомпозитов на миграцию химических элементов в системе почва-вода. Установлено, что тип активатора и степень его дозировки оказывают определяющее влияние на поведение химических элементов в системе почва-вода. Карбамидные глауконитовые нанокомпозиты при высоких дозах способны вызывать повышенное вымывание азота, тогда как МАФ-композиты способствуют удержанию нутриентов и представляют интерес как экологически устойчивые формы минеральных добавок. (5) Описана модель минеральной трансформации структуры, состава и морфологии умеренно зрелого глауконита как основа для активации его полезных свойств после заполнения или покрытия (адсорбирования) азотными/фосфатными веществами и для внедрения этих нанокомпозитных удобрений в сельскохозяйственные почвы. На основании полученных данных структурно-химических и морфологических исследований была описана модель минеральной трансформации глауконита умеренной зрелости (G2), лежащая в основе активации его полезных свойств при создании нанокомпозитов с азотными и фосфатными соединениями. Наиболее значительные трансформации структуры глауконита происходят при механохимической активации с карбамидом. Дополнительно, после агрохимических опытов, анализ нанокомпозитов выявил определённые изменения в кристаллохимии глауконита, включая возможную частичную деструкцию слабосвязанных зон, особенно в вариантах с высокими дозами карбамида или аммония. Снижение содержания калия, может быть связано с ионным обменом в смектитовых слоях, в частности при сорбции аммония или фосфатов. (6) Дана оценка эффективности применения разработанных продуктов из различных разновидностей глауконитов или смектита в качестве удобрений контролируемого действия (CRF). Для оценки потенциала созданных нанокомпозитов на основе глауконита и смектита в реальных агроэкологических условиях были проведены полевые агрохимические эксперименты. Они подтвердили эффективность нанокомпозитов на основе глауконита и смектита как удобрений контролируемого действия. Нанокомпозиты обеспечивают сбалансированное поступление макро- и микронутриентов в систему почва-вода-растение, способствуют повышению урожайности и стабильности агробиоценозов и рекомендованы для дальнейшего внедрения в сельскохозяйственную практику. (7) Выделены и обоснованы наиболее перспективные смарт-удобрения на основе различных разновидностей глауконита и смектита как основных составных частей нанокомпозитных веществ. На основе комплексной оценки лабораторных и полевых агрохимических экспериментов, а также анализа кинетики выщелачивания нутриентов, морфологии, структуры и химического состава активированных материалов, были выделены наиболее перспективные типы смарт-удобрений на основе глауконита и смектита. За третий год исследований опубликована статья в рецензируемом журнале (Web of Science / Scopus) Minerals (уровень Q2 по JCR). Представлено четыре доклада на конференциях (г.Петрозаводск, г.Сыктывкар, г.Томск).