ro ICECHIM Rezultate ICECHIM - Rezultate in Cercetare

Un produs din noua generatie a biostimulantilor pentru plante

TITLUL PROIECTULUI: Un produs din noua generatie a biostimulantilor pentru plante

DATE GENERALE:

  • Finantare : Bugetul de stat
  • Programul : PN III
  • Tip proiect: PN-III-P2-2.1-PED-2016-0253
  • Domeniu/Subdomeniu : Bioeconomie/Biotehnologie
  • Titlul proiectului : Un produs din noua generatie a biostimulantilor pentru plante (NEXUS)
  • Contract de finantare : 176/2014
  • Valoarea totala a contractului : 529.197 lei
  • Valoare de la bugetul de stat : 475.000 lei
  • Valoare contributie financiara proprie: 54.197lei
  • Durata proiectului : 16 luni
  • Perioada de derulare a proiectului : 17.08.2017 – 30.12.2018
  • Contractor : Institutul National de Cercetare Dezvoltare pentru Chimie si Petrochimie - ICECHIM Bucuresti
  • Director proiect : Dr. Florin Oancea

 

PARTENERI:

  • Coordonator, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Chimie şi Petrochimie –ICECHIM, Spl. Independentei nr. 202, sector 6, Bucureşti, Cod  060021 tel: 0213153299, Director de proiect dr. bioch. Florin Oancea
  • Partener P1, SC CHEMI CERAMIC F SRL (CERAM-F), cu sediul în Sfântu Gheorghe, Str. Ciucului, Nr.163, Cod 520036, tel: 0267-352441,  Responsabil de proiect prof. dr. ing. Jozsef Fazakas

Obiectivele prevăzute și realizate ale proiectului NeXUS sunt: (i) optimizarea componentelor produsului și îmbunătățirea compatibilității dintre acestea; (ii) dezvoltarea modelelor demonstrative, prin integrarea componentelor și (iii) testarea și validarea modelelor demonstrative, în condiții de laborator.

Proiectul NEXUS are ca scop dezvoltarea unui produs din noua generație a biostimulanților pentru plante pe bază de microalge. In ultimii ani a avut loc o dezvoltare semnificativă a utilizării microalgelor în agricultură - fig. 1

 

                        Fig. 1. Beneficiile bioproduselor biostimulanți pentru plante pe bază de microalge pentru
                     agricultură și mediu, cu ilustrarea întreprinderilor inovative care realizează astfel de produse.

Planul de lucru a proiectului este împărțită în 6 activităţi: acizi WP1 Ceramici macroporoase încărcate cu acizi humici; WP2 Concentrat optimizat de extract de microalge; WP3 Includerea concentratului bioactiv în acizi humici – ceramici poroase; WP4 Biotestarea activității biostimulante; WP5 Diseminarea și exploatarea; WP6 Management.

Atingerea obiectivelor proiectului a permis atingerea nivelului tehnologic TRL3-TRL4 Compatibilitatea îmbunătățită şi compoziția optimă (obiectiv 1) a implicat analiza funcțiilor și/sau caracteristicilor critice şi îmbunătățirea acestora (TRL 2-3). Integrarea componentelor (obiectivul 2) şi testarea produsului în condiții de laborator (obiectivul 3) a dus la o dezvoltare tehnologică până la TRL 3-4.

In cadrul proiectului a fost realizat  un produs destinat  plantelor de cultură, în care se combină mai multe funcțiuni. Granulele ceramice poroase, funcționează ca un foarte bun agent de condiționare a solurilor, datorită structurii lor macroporoase, cu mai mult de 50% spații  libere, în care  se reține apa și în care există aer. Acizii humici protejează și eliberează controlat ingredientele active din extractele de microalge, care acționează ca biostimulant pentru plante. Granulele ceramice realizate 

               Fig. 2. Realizarea biostimulantului pentru plante. a) Granulele ceramice poroase inițiale;
        b) imobilizare acizi humici în granulele ceramice; c) Imaginile SEM ale granulelor ceramice înainte
        de (A) și după (B) acoperirea cu nanoparticule amino-silice; d) granulele cu biostimulant microlagal

Procedeul de obținere a biostimulantului a cunoscut o nouă abordare, pentru care s-a depus cerere de brevet de invenție.  Procedeul alternativ dezvoltat în cadrul proiectului NeXUS oferă o soluție tehnică specifică la principalul dezavantaj al procedeelor descrise până în prezent pentru obținerea biostimulanților pe bază de microalge - recoltarea biomasei de micro-alge, care este energo-intensivă - costisitoare și cu semnificativă amprentă de carbon. Acest rezultat este cel mai semnificativ, pentru că permite ulterior dezvoltări în direcția valorificării potențialului microalgelor pentru agricultură și mediu.

Au fost dezvoltate ceramici macroporoase suport pentru noul produs biostimulant pentru plante. Pentru a elibera apoi complet materialul reținut, ca și pentru a nu afecta lucrările solului din anul următor, s-a propus realizarea unor granule ceramice cu timp de viață limitat / dezagregare controlată. Pentru obținerea unor astfel de ceramici s-a folosit un produs secundar din industria alimentară, care permite obținerea nu numai a unei porozități ridicate, datorită efectului sacrificial al materiei organice înglobate, dar și a unei dezagregări controlate. Pentru a asigura timpul optim de dezagregare controlată și pentru a preveni sfărâmarea granulelor ceramici poroase în timpul transportului sau al stocării s-a procedat la acoperirea cu un sol de silice și la formarea unor nanoparticule de amino-silice în porii granulelor ceramice, care asigură o ridicată capacitate de  legare a acizilor humici de granulele ceramice.

Testele realizate pe plante au demonstrat că biostimulantul pentru plante dezvoltat are efecte benefice asupra eficienței de utilizare a nutrienților, amorsării răspunsului de apărare și acumulării de compuși bioactivi în plantele aromatice și nutraceutice. Produsul realizat este un biostimulant pentru plante de nouă generație. Biostimulanții pentru plante sunt o categorie nouă de inputuri agricole, situată între fertilizanți și pesticide, analog suplimentelor nutritive / nutraceuticelor, care sunt situate între medicamente și alimente. Aplicarea biostimulanților pentru plante determină creșterea eficienței de preluare și utilizare a nutrienților, îmbunătățirea calității recoltei, mărirea toleranței plantelor la factorii de stres abiotici – secetă, temperaturi extreme.

Valorificare

Valorificarea ulterioară a rezultatelor necesită ridicare la scară, până la TRL 7-8. Pentru aceasta se vor depune în parteneriat noi propuneri de proiecte. Următoarea propunere de proiect care se va depune este în cadrul competiției Era.Net BlueBio (martie 2019). Alte proiecte în parteneriat pentru ridicare tehnologică la scară sunt avute în vedere – PN3 P2-PTE, PN3 P4-Eurostar, JU-BBI H2020. Partenerii interesați sunt rugați să ne contacteze.

  •   Dr. Florin Oancea, e-mail: florino[at]ping.ro

1.Articole trimise spre publicare

  1. Accumulation of active ingredients in Momordica charantia following plant biostimulant treatment, autori: Orsolya-Csilla Ráduly, Cristina Nistor, Eniko Fazakaș, Tatiana Eugenia Șesan, Joszef Fazakaș, Diana Constantinescu-Aruxandei, Florin Oancea, Agronomy (Bassel), Special Issue "Toward a Sustainable Agriculture Through Plant Biostimulants: From Experimental Data to Practical Applications"
  2. Plant biostimulant based on microalgae – antioxidant activity, Florin Oancea și Diana Constantinescu-Aruxandei, Marine Drugs, Special Issue "Marine Antioxidant"

2. Cereri de brevet OSIM depuse

  1. Procedeu de obținere  a unui biostimulant pentru plante din microalge, autori: Florin Oancea, Diana Constantinescu-Aruxandei, Sanda Velea, Ana-Maria Gălan,
  2. Ceramici poroase cu  dezagregare controlată și capacitate de legare reversibilă a nutrienților și apei și procedeu de obținere, autori: Orsolya-Csilla Ráduly, Florin Oancea, Cristina Nistor, Eniko Fazakaș, Joszef Fazakaș, Diana Constantinescu-Aruxandei