Учёные создали «сахарные» препараты для увеличения урожая

ИФБиБТ 18/09/2024 Наука

Способ повысить всхожесть и урожайность сельскохозяйственных растений предложили российские учёные. По словам авторов, им удалось добиться повышения всхожести образцов сои на 50%, а урожайности на 30% за счёт обработки растений химическим соединением, созданным на основе естественных сахаров, применяемых в пищевой промышленности. При этом удалось избежать накопления в растении потенциально ядовитых веществ. Результаты представлены в Plant Growth Regulation.

Рост населения нашей планеты требует повышения производства пищи. Но так как объёмы пахотных земель увеличиваются лишь незначительно, сельскохозяйственные предприятия добиваются повышения всхожести, урожайности и сохранности растений на обрабатываемых территориях за счёт их обработки специальными химическими веществами для борьбы с паразитами, вредителями и возбудителями болезней (например, пестицидами и фунгицидами). Соответственно, из года в год в мире растёт объём производства этих веществ химической промышленностью.

Согласно данным ВОЗ, производителями сельскохозяйственной продукции используется больше 1000 наименований пестицидов и фунгицидов, большинство из которых являются синтетическими органическими веществами. Часть из них представляют опасность для здоровья человека и животных, отметили специалисты Сибирского федерального университета.

Для снижения нагрузки на биосферу и предотвращения отравления людей и животных ученые из Сибирского института физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук и Сибирского федерального университета разработали и испытали композитные наночастицы на основе природных полисахаридов, выступивших в роли «матрицы», а также селена и марганца в качестве «наполнителя».

По словам исследователей, новый нанокомпозит повышает устойчивость сои к бактериальным заболеваниям, стимулирует всхожесть и рост как здоровых растений, так и уже зараженных организмов.

«Удалось добиться повышения всхожести посадочного материала растений после обработки нанокомпозитами на 50% и повышения урожайности до 30%", — рассказал профессор Института фундаменальной биологии и биотехнологии СФУ Константин Крутовский.

Учёный отметил, что основой препарата стали природные сахара растительного происхождения — крахмал, каррагинан и арабиногалактан, которые используются в пищевой промышленности и в качестве биологически активных добавок.

«Благодаря своей конструкции нанокомпозиты обладают привлекательностью для бактерий, которые потребляют эти сахара в качестве пищи. А наличие наночастиц металлов обуславливает токсичность этих соединений для микроорганизмов, поскольку они не приспособлены усваивать селен и марганец», — добавил исследователь.

По его словам, исследования проводились на образцах сои в качестве примера сельскохозяйственной культуры и бактерия Pectobacterium carotovorum в роли возбудителя, способного вызывать появление мягкой гнили на таких растениях, как картофель, лук, морковь, перец, салат, соя, тыква и других.

В будущем специалисты планируют изучить влияние композитных наночастиц на работу стрессовых генов растений.