Деятельность современного агропромышленного комплекса осложняется различными факторами, вызывающими у растений стрессовую реакцию. Урожайность культур снижают экстремально низкие и высокие для местности температуры, чрезмерно низкая или высокая влажность воздуха и почвы, а также инфекционные заболевания, сообщили исследователи Северо-Кавказского федерального университета (СКФУ). Для повышения сопротивляемости растений неблагоприятным факторам окружающей среды ученые разрабатывают специальные органические и неорганические добавки.
На сегодняшний день широко изучается вопрос применения в сельском хозяйстве наноразмерных форм металлов и их оксидов. Однако их практическое применение сильно ограничено из-за их нестабильности, отметил и.о. заведующего кафедрой физики и технологии наноструктур и материалов СКФУ Андрей Блинов.
«Наночастицы сами по себе очень активны и быстро вступают в реакцию либо коагулируют – слипаются между собой. Поэтому наночастицы в свободной форме быстро теряют полезные свойства», — рассказал он.
.jpg)
Пророщенные семена гороха, обработанные стабилизированными наночастицами марганца. Источник: пресс-служба СКФУ/Андрей Нагдалян
Ученые СКФУ, Санкт-Петербургского государственного аграрного университета и Казахского научно-исследовательского института перерабатывающей и пищевой промышленности установили, что добавление к семенам гороха наночастиц оксида марганца, стабилизированных органической "шубой", стимулирует их прорастание и увеличивает всхожесть.
«Марганец необходим для нормального протекания биохимических реакций, связанных с фотосинтезом, и увеличивает интенсивность биохимических процессов при росте стебля. Мы определили, что при концентрациях 0,1–1 мг/л наши наночастицы со стабилизатором кокамидопропилбетаином стимулируют рост семян гороха. При более высоких концентрациях добавок показатели проращивания семян становятся хуже, чем в контрольных группах. Это объясняется возможным токсическим эффектом – своего рода "передозом" семян марганцем», — пояснил старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории пищевой и промышленной биотехнологии Факультета пищевой инженерии и биотехнологий СКФУ Андрей Нагдалян.Он отметил, что кокамидопропилбетаин, получаемый из кокосового масла, широко применяется при изготовлении средств личной гигиены. На сегодняшний день его токсичность для окружающей среды не обнаружена.
«Сейчас мы находимся на начальном этапе исследований. После трех лет реализации проекта мы сделаем вывод о возможности внедрения нашей разработки на российском рынке. Но промежуточные результаты уже сегодня показывают большие перспективы его коммерциализации. Наша разработка поможет снизить потери аграриев в урожайности кормовых сельскохозяйственных культур при стрессовых условиях окружающей среды – таких, как в 2020 году», — подчеркнул специалист.В будущем коллектив планирует провести моделирование стрессовых условий, таких как повышенная влажность, засуха, высокая соленость, гипотермия, гипертемия и т.д., для оценки защитно-приспособительных свойств растений при обработке синтезированными наноразмерными формами марганца и других эссенциальных микроэлементов.
Таким образом, эссенциальные микроэлементы, дефицитные в регионе, будут усваиваться кормовыми культурами, передаваться сначала животным, а затем и людям, через продукты животного происхождения. Эта пищевая цепочка, по мнению ученых, может быть сокращена, если обрабатывать сельскохозяйственные культуры, предназначенные для питания людей.
