Работа НАНОЦЕНТРА для АПК

• В 2008 году на базе Рязанского

государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева образован «Наноцентр для АПК», приказ № 18 от 23. 05. 2008г. Руководитель Наноцентра профессор Полищук С.Д.

• В 2010 году организовано малое инновационное предприятие для коммерциализации проведенных научных исследований «НАНОАГРОТЕХ».

Перспективы использования наноматериалов в АПК

• Увеличение урожайности с/х культур (наноудобрения, биопестициды и т.д.)

• Повышение продуктивности животных (нанодобавки к кормам, нанолекарства и т.д.)

• Водообеспечение (мембранные фильтры, бактерицидные нанопрепараты, опреснение и т.д.)

• Совершенствование технического сервиса (нанодобавки и присадки. Защитные покрытия, конструкционные материалы и т.д.)

Наночастицы в сельском хозяйстве

РАСТЕНИЕВОДСТВО

1. Стимуляция прорастания и обменных процессов в семенах с/х и лекарственных растений.

2. Повышение урожайности на 25-50%.

3. Резкое увеличение содержания БАВ в семенах и растениях с/х культур

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ1. Определены размеры и концентрации безопасного использования наноматериалов в растениеводстве и животноводстве; 2. Определены показатели токсичности; 3. Доказана пролонгированность действия и отсутствие кумулятивных свойств изучаемых наноматериалов;4. Изучено действие металлических и гидроксидных наночастиц железа, кобальта и меди в отношении грибов Candida spp. и Aspergillus spp.

ЖИВОТНОВОДСТВО

1. Поколение рождается более жизнеспособным.2. Повышение сохранности и воспроизводства животных.3. Повышение качества молозива и молока.4. Повышение качества мясной продукции. 5.Снижение заболеваемости..6. Улучшение внешнего вида.

БИОТЕХНОЛОГИЯ1. Изучены оптимальные условия выделения водорастворимых полисахаридов; определена их структура и моносахаридный состав, показано строение гомогенных фракций полисахаридов;2. Изучено влияние нанометаллов на изменение соотношения некоторых белковых фракций.

Ме

Разработка биологически активных препаратов на основе ультрадисперсных порошков металлов железа, кобальта и меди,

способствующих повышению урожайности и качества сельскохозяйственной продукции в растениеводстве. Исследование влияния УДПМ на физиологические показатели и продуктивность

сельскохозяйственных животных.

2010-2011

Государственный контракт №8299р/13089 на выполнение НИОКР по проекту №13089

от 31 июля 2010 г. Акты сдачи-приемки работ №1.1 от 9 сентября 2010 г, №1.2 от

12 ноября 2010 г, №2.1 от 10 февраля 2011 г, №2.2 от 17 февраля 2011 года.

«Разработка и изучение биологической активности новых наноматериалов с целью использования их в сельскохозяйственном

производстве»

2010-2011

ДОГОВОР №22 на выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР)

от 01.02.2010 (Фонд содействию развития малых форм

предприятий в научно-технической сфере)

«Предоставление субсидий в виде грантов начинающим субъектам малого и среднего предпринимательства»

2010

Договор №14 субсидирования по реализации мероприятия долгосрочной целевой программы «Развитие малого и

среднего предпринимательства в Рязанской области в 2010-2012 гг.» от 2 ноября 2010

года, Комитет по развитию предпринимательства, потребительского

рынка и услуг Рязанской области

Изучение биологической и экологической безопасности новых наноматериалов для внедрения их в животноводство»

2010-2011

ДОГОВОР № 9 на выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР)

от 16.09.2010(Фонд содействию развития малых форм

предприятий в научно-технической сфере)

«Разработка и внедрение биологически активных добавок, содержащих полисахариды лекарственных

растений»

2010-2011

ДОГОВОР № 4на выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР)

от 16.09.2010(Фонд содействию развития малых форм

предприятий в научно-технической сфере)

«Исследование действия наноразмерных порошков металлов при обработке ими семян кукурузы и

озимой пшеницы»2009

Договор на выполнение научно-исследовательских работ от 30 апреля

2009 г с ООО «Авангард»

«Исследование действия наноразмерных порошков металлов при обработке ими семян кукурузы, вики,

подсолнечника, свеклы»2009

Договор на выполнение научно-исследовательских работ от 20 марта 2009 г с колхозом «Луч» Воронежской области

«Исследование действия наноразмерных порошков металлов при обработке ими семян озимой

пшеницы» 2010

Договор на выполнение научно-исследовательских работ от 01 августа

2010 г с ООО «Интенсив»

«Исследование действия наноразмерных порошков металлов при введении в рацион кобыл»

2010

Договор на выполнение научно-исследовательских работ от 20 декабря

2010 г с ФГОУ ВПО «Тверская государственная сельскохозяйственная

академия»

«Исследование действия наноразмерных порошков металлов при обработке ими семян

подсолнечника»2011

Договор на выполнение научно-исследовательских работ от 21 марта 2011

г с ООО «Тесницкое»

Оборудование и материалы:1) анализатор дзета-потенциала (акустический спектрометр); 2) ИК-Фурье спектрометр Nicolet 380; 3)цифровой биологический микроскоп MOTIC «DM-BA-310» 1000х, разрешение 1600*1200 пикс;4) весы аналитические лабораторные электронные «Ohaus PA-214CФ» до 200 г от 0,1 мг.5)биохимический и иммуноферментный автоматический анализатор Chem*Well Combo6) гематологический анализатор Abacus junior vet, версия 1.227) анализатор вольтамперометрический АКВ-07МК для количественного химического анализа почв8) рН-метр лабораторный с диапазоном измерений 0,00…14,0, разрешением 0.01, точностью ± 0,019) Термостат ТС-1/80 СПУ10) Ультразвуковой дезинтегратор, модель MSS 150 11)Сушильный шкаф ШС-80-01 (до 350°С). Диапазон рабочих температур,50...200°С.12) Стерилизатор паровой ВК-75-01. Техническая характеристика - 1 режим (toC - мин.- МПа)132 – 20 – 0,2; 2 режим (toC - мин.- МПа)120 – 45 – 0,11; производительность встроенного парогенератора, кг/ч пара 7,9413) лабораторная посуда (чашки Петри, колбы, колбы мерные, пробирки, пипетки автоматические дозаторы, пробирки биологические, склянки для реактивов, микроцентрифужные пробирки, ступки фарфоровые и т.д.).

Схема исследований

Влияние ультрадисперсных порошков металлов на растения и животных

Физиологическое действие на растения

Физиологическое действие на животных (кролики, крысы, морские свинки, КРС)

Зеленая масса

Кролики

Показатели живой массы

Воспроизводство

Биохимические исследования

Hb, эритроцитыЛейкоциты,

РОЭ

Агрохимические показатели

Урожайность зеленой массы

Накопление БАС

Качественный и количественный

состав

Полисахариды Белки общий белок,

белковые фракции, ферменты сыворотки крови: ЛДГ, АСТ, АЛТ, щелочная фосфатаза,

холинэстераза, мочевая кислота

Таблица 1 - Содержание БАС в семенах вики(время сбора 3-я декада августа, 2000-2001 гг.)

КонцентрацияУДПМ, г

УДПкобальта

УДПмеди

Выход полисахаридов, % (контроль – 4,3%)

0,012 5,5±0,10 5,2±0,21

0,030 5,8±0,15 5.5±0,20

0,060 5,6±0,12 5,5±0,18

Содержание белка, мг/л (контроль – 2,8 мг/л)

0,012 3,23±0,02 3,57±0,03

0,030 3,83±0,03 3,53±0,04

0,060 3,40±0,05 3,03±0,01

Содержание лектинов, мг/л (контроль - 0,168 мг/л)

0,012 0,137±0,001 0,142±0,03

0,030 0,128±0,002 0,139±0,05

0,060 0,129±0,005 0,144±0,01

Химический состав растений вики(среднее за 3 года, %)

16,911,480,17

9,12

34,0138,31

Сырой протеин

Фосфор

БЭВ

Сырая клетчатка

Зола

КальцийРис. 1 – контроль.

Рис. 2 – нанопорошок железа. Рис. 3 - нанопорошок кобальта.

Растения опытной и контрольной кукурузы в Стенькино

Растения подсолнечника в ООО «Агротехнология» Пронского района

Таблица 2 - Живая масса телочек, кг

Возраст, мес

Контроль Нанопорошокжелеза

Нанопорошоккобальта

Нанопорошокмеди

4 месяца(доначалаопыта)

95,0±1,5 94,4±1,2 93,8±1,8 94,0±1,3

5 месяцев 112,8±2,3 122,0±2,1 118,3±2,5 116,5±2,1

6 месяцев 132,3±2,8 146,8±2,6 143,5±3,1 138,4±2,9

7 месяцев 147,8±2,7 173,2±2,9 168,8±3,2 155,0±3,0

8 месяцев 166,3±3,1 199,6±3,0 193,3±3,3 180,2±2,9

9 месяцев 187,8±3,4 219,5±3,8 209,0±3,2 200,0±3,5

10 месяцев 202,0±4,0 238,5±3,9 228,3±4,2 218,5±4,3

11 месяцев 216,5±4,3 260,5±4,2 244,2±4,1 237,5±4,5

12 месяцев 233,8±4,5 286,1±4,8 265,9±4,6 258,8±4,5

Таблица 3 - Результаты влияния нанопорошка железа на мясную продуктивность бычков на откорме

Показатели Возрастживотных

Контроль Нанопорошок

железа

Живая масса,кг

6 мес 146,3±2,8 143,8±2,6

12 мес 263,8±4,5 316,1±4,8

18 мес 380,5±6,5 465,6±7,8

Среднесуточные приросты, г

18 мес 648 831

Валовые приросты, кг/месяц

18 мес 19,5 24,9

Убойная масса, кг 18 мес 171,2 246,8Убойный выход, % 18 мес 45 53

Мышечная ткань туши, % 18 мес 70,3 75,6 Выход жира, % 18 мес 14,5 12,8

Таблица 4- Токсичность наночастиц металлов

Дозымг/кг

Fe° FeSO4 · 7 H2O Со° CoCl2 · 7 H2O Cu° CuSO4 · 7 H2O

МДП 1100 20 450 10 25 3

ЛД50 2200 60 700 25 45 6

ЛД100 3200 90 1200 45 60 10

Медь – в 7 раз Кобальт – в 30 разЖелезо – в 40 раз

Наночастицы менее токсичны солей:

Экономическая эффективность применения нанопрепаратов 2007 г.

В растениеводстве дополнительный доход с одного гектара посева

В животноводстве

Озимая пшеница1400 руб.

Кукуруза на силос27900 руб.

Экономическая эффективность на 100 телят за

месяц155018 руб.

Экономическая эффективность от

предотвращенного ущерба

38430 руб.

Патенты и заявки