Un produs din noua generație a biostimulanților pentru plante – NeXUS
Obiectivele prev?zute ?i realizate ale proiectului NeXUS sunt: (i) optimizarea componentelor produsului ?i îmbun?t??irea compatibilit??ii dintre acestea; (ii) dezvoltarea modelelor demonstrative, prin integrarea componentelor ?i (iii) testarea ?i validarea modelelor demonstrative, în condi?ii de laborator.
Proiectul NEXUS are ca scop dezvoltarea unui produs din noua genera?ie a biostimulan?ilor pentru plante pe baz? de microalge. In ultimii ani a avut loc o dezvoltare semnificativ? a utiliz?rii microalgelor în agricultur? - fig. 1
Fig. 1. Beneficiile bioproduselor biostimulan?i pentru plante pe baz? de microalge pentru
agricultur? ?i mediu, cu ilustrarea întreprinderilor inovative care realizeaz? astfel de produse.
Planul de lucru a proiectului este împ?r?it? în 6 activit??i: acizi WP1 Ceramici macroporoase înc?rcate cu acizi humici; WP2 Concentrat optimizat de extract de microalge; WP3 Includerea concentratului bioactiv în acizi humici – ceramici poroase; WP4 Biotestarea activit??ii biostimulante; WP5 Diseminarea ?i exploatarea; WP6 Management.
Atingerea obiectivelor proiectului a permis atingerea nivelului tehnologic TRL3-TRL4 Compatibilitatea îmbun?t??it? ?i compozi?ia optim? (obiectiv 1) a implicat analiza func?iilor ?i/sau caracteristicilor critice ?i îmbun?t??irea acestora (TRL 2-3). Integrarea componentelor (obiectivul 2) ?i testarea produsului în condi?ii de laborator (obiectivul 3) a dus la o dezvoltare tehnologic? pân? la TRL 3-4.
In cadrul proiectului a fost realizat un produs destinat plantelor de cultur?, în care se combin? mai multe func?iuni. Granulele ceramice poroase, func?ioneaz? ca un foarte bun agent de condi?ionare a solurilor, datorit? structurii lor macroporoase, cu mai mult de 50% spa?ii libere, în care se re?ine apa ?i în care exist? aer. Acizii humici protejeaz? ?i elibereaz? controlat ingredientele active din extractele de microalge, care ac?ioneaz? ca biostimulant pentru plante. Granulele ceramice realizate
Fig. 2. Realizarea biostimulantului pentru plante. a) Granulele ceramice poroase ini?iale;
b) imobilizare acizi humici în granulele ceramice; c) Imaginile SEM ale granulelor ceramice înainte
de (A) ?i dup? (B) acoperirea cu nanoparticule amino-silice; d) granulele cu biostimulant microlagal
Procedeul de ob?inere a biostimulantului a cunoscut o nou? abordare, pentru care s-a depus cerere de brevet de inven?ie. Procedeul alternativ dezvoltat în cadrul proiectului NeXUS ofer? o solu?ie tehnic? specific? la principalul dezavantaj al procedeelor descrise pân? în prezent pentru ob?inerea biostimulan?ilor pe baz? de microalge - recoltarea biomasei de micro-alge, care este energo-intensiv? - costisitoare ?i cu semnificativ? amprent? de carbon. Acest rezultat este cel mai semnificativ, pentru c? permite ulterior dezvolt?ri în direc?ia valorific?rii poten?ialului microalgelor pentru agricultur? ?i mediu.
Au fost dezvoltate ceramici macroporoase suport pentru noul produs biostimulant pentru plante. Pentru a elibera apoi complet materialul re?inut, ca ?i pentru a nu afecta lucr?rile solului din anul urm?tor, s-a propus realizarea unor granule ceramice cu timp de via?? limitat / dezagregare controlat?. Pentru ob?inerea unor astfel de ceramici s-a folosit un produs secundar din industria alimentar?, care permite ob?inerea nu numai a unei porozit??i ridicate, datorit? efectului sacrificial al materiei organice înglobate, dar ?i a unei dezagreg?ri controlate. Pentru a asigura timpul optim de dezagregare controlat? ?i pentru a preveni sf?râmarea granulelor ceramici poroase în timpul transportului sau al stoc?rii s-a procedat la acoperirea cu un sol de silice ?i la formarea unor nanoparticule de amino-silice în porii granulelor ceramice, care asigur? o ridicat? capacitate de legare a acizilor humici de granulele ceramice.
Testele realizate pe plante au demonstrat c? biostimulantul pentru plante dezvoltat are efecte benefice asupra eficien?ei de utilizare a nutrien?ilor, amors?rii r?spunsului de ap?rare ?i acumul?rii de compu?i bioactivi în plantele aromatice ?i nutraceutice. Produsul realizat este un biostimulant pentru plante de nou? genera?ie. Biostimulan?ii pentru plante sunt o categorie nou? de inputuri agricole, situat? între fertilizan?i ?i pesticide, analog suplimentelor nutritive / nutraceuticelor, care sunt situate între medicamente ?i alimente. Aplicarea biostimulan?ilor pentru plante determin? cre?terea eficien?ei de preluare ?i utilizare a nutrien?ilor, îmbun?t??irea calit??ii recoltei, m?rirea toleran?ei plantelor la factorii de stres abiotici – secet?, temperaturi extreme.
Valorificare
Valorificarea ulterioar? a rezultatelor necesit? ridicare la scar?, pân? la TRL 7-8. Pentru aceasta se vor depune în parteneriat noi propuneri de proiecte. Urm?toarea propunere de proiect care se va depune este în cadrul competi?iei Era.Net BlueBio (martie 2019). Alte proiecte în parteneriat pentru ridicare tehnologic? la scar? sunt avute în vedere – PN3 P2-PTE, PN3 P4-Eurostar, JU-BBI H2020. Partenerii interesa?i sunt ruga?i s? ne contacteze.
1. Articole trimise spre publicare
- Accumulation of active ingredients in Momordica charantia following plant biostimulant treatment, autori: Orsolya-Csilla Ráduly, Cristina Nistor, Eniko Fazaka?, Tatiana Eugenia ?esan, Joszef Fazaka?, Diana Constantinescu-Aruxandei, Florin Oancea, Agronomy (Bassel), Special Issue "Toward a Sustainable Agriculture Through Plant Biostimulants: From Experimental Data to Practical Applications"
- Plant biostimulant based on microalgae – antioxidant activity, Florin Oancea ?i Diana Constantinescu-Aruxandei, Marine Drugs, Special Issue "Marine Antioxidant"
2. Cereri de brevet OSIM depuse
- Procedeu de ob?inere a unui biostimulant pentru plante din microalge, autori: Florin Oancea, Diana Constantinescu-Aruxandei, Sanda Velea, Ana-Maria G?lan,
- Ceramici poroase cu dezagregare controlat? ?i capacitate de legare reversibil? a nutrien?ilor ?i apei ?i procedeu de ob?inere, autori: Orsolya-Csilla Ráduly, Florin Oancea, Cristina Nistor, Eniko Fazaka?, Joszef Fazaka?, Diana Constantinescu-Aruxandei