Санкт-Петербург, г. Санкт-Петербург и Ленинградская область, Россия
Санкт-Петербург, г. Санкт-Петербург и Ленинградская область, Россия
Санкт-Петербург, г. Санкт-Петербург и Ленинградская область, Россия
Санкт-Петербург, г. Санкт-Петербург и Ленинградская область, Россия
Санкт-Петербург, г. Санкт-Петербург и Ленинградская область, Россия
В работе проведено исследование влияния формы азота (нитратная, амидная, нитратно-аммонийная) в составе питательного раствора на электрические характеристики биоэлектрохимической системы, базирующейся на электрогенных свойствах растений салата. Зарегистрирована динамика биоэлектрического потенциала (БЭП) в системе корнеобитаемая среда-растения, биометрические и биохимические показатели растительной продукции при использовании различных питательных растворов в ходе выращивания салата методом панопоники в интенсивной светокультуре. Среднее значение БЭП составило 243 мВ при использовании нитратной формы азота в питательном растворе, 147 мВ для амидной формы и 178 мВ для нитратно-аммонийной формы. Максимально наблюдаемая разность потенциалов была характерна для варианта, содержащего азот в нитратной форме, что, вероятно, указывает на потенциалобразующую роль NO3-. Отмечено увеличение концентрации положительных ионов (Ca2+, K+, NH4+) на нижнем электроде и отрицательных (NO3-) на верхнем, что соответствует наблюдаемой в БЭС полярности – верхний электрод электроотрицателен относительно нижнего. Показано, что лучшим по величине и стабильности из исследованных вариантов был питательный раствор, содержащий азот в нитратной форме. Перемещение ионов в корнеобитаемой среде в процессе жизнедеятельности растений может стать новым альтернативным источником зеленой электроэнергии.
биоэлектрохимическая система, растительно-микробный топливный элемент, светокультура, салат, панопоника, электрогенные свойства
1. Поздняков А.И., Позднякова А.Д. Электрофизика почв. Москва-Дмитров: ВНИИМЗ, МГУ, 2004, 48 c.
2. Поздняков А.И., Позднякова Л.А., Позднякова А.Д. Стационарные электрические поля в почвах. М: КМК Scientific Press Ltd., 1996, 358 с.
3. Кулешова Т.Э., Панова Г.Г., Галль Н.Р., Галушко А.С. Концентрационный элемент на основе электрогенных процессов в корнеобитаемой среде. ПЖТФ, 2022, № 8.
4. Strik D.P.B.T.B., Hamelers H.V.M., Snel J.F., Buisman C.J. Green electricity production with living plants and bacteria in a fuel cell. International Journal of Energy Research, 2008, vol. 32, no. 9.
5. Knowles R. Denitrification. Microbiological reviews, 1982, vol. 46, no. 1, doi:https://doi.org/10.1128/mr.46.1.43-70.1982.
6. Johnson R.S., Uriu K. Mineral nutrition. Peach, Plum and Nectarine: Growing and Handling for Fresh Market. Oakland, University of California, 1989, p. 68.
7. Pan Y., Ni B.J., Bond P.L., Ye L., Yuan Z. Electron competition among nitrogen oxides reduction during methanol-utilizing denitrification in wastewater treatment. Water research, 2013, vol. 47, no. 10, doi:https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.02.054.
8. Morris J.M., Jin S. Influence of NO3 and SO4 on power generation from microbial fuel cells. Chemical Engineering Journal, 2009, vol. 153, no. 1-3, doi:https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.06.023.
9. Helder M., Strik D.P.B.T.B., Hamelers H.V.M., Kuijken R.C.P., Buisman C.J.N. New plant-growth medium for increased power output of the Plant-Microbial Fuel Cell. Bioresource technology, 2012, vol. 104, doi:https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.11.005.
10. Apollon W., Valera-Montero L.L., Perales-Segovia C., Maldonado-Ruelas V.A., Ortiz-Medina R.A., Gomez-Leyva J.F., Vazquez-Gutiarreza M.A., Flores-Beniteza S., Kamaraj S.K., Effect of ammonium nitrate on novel cactus pear genotypes aided by biobattery in a semi-arid ecosystem. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 2022, vol. 49, doi:https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101730.
11. Панова Г.Г., Удалова О.Р., Канаш Е.В., Галушко А.С., Кочетов А.А., Прияткин Н.С., Архипов М.В., Черноусов И.Н. Основы физического моделирования «идеальных» агроэкосистем. Журнал технической физики, 2020, т. 90, № 10, doi:https://doi.org/10.21883/JTF.2020.10.49792.429-19.
12. Кулешова Т.Э., Бушлякова А.В., Галль Н.Р. Неинвазивное измерение биоэлектрических потенциалов растений. Письма в Журнал технической физики, 2019, т. 45, № 5, doi:https://doi.org/10.21883/PJTF.2019.05.47387.17541.
13. Чесноков В.А., Базырина Е.Н., Бушуева Т.М. Выращивание растений без почвы. Изд. ЛГУ, 1960.
14. Битюцкий Н.П. Минеральное питание растений. Изд. СПГУ, 2020.
