Источник: РИА “Новости”
Российские ученые создали новый вид удобрений, состоящий из наночастиц сплава четырех металлов: кобальта, меди, железа и никеля. Добавление микродоз этого соединения в воду для полива резко ускоряет рост растений. Опыты показали, что высота побегов кресс-салата увеличилась на 12 %, редьки масличной — на 50 %, а прирост их массы достиг 20 %. При этом технология производства компаунда экологически безопасна и не требует значительных финансовых затрат. По мнению специалистов, использование таких нововведений в сельском хозяйстве чрезвычайно перспективно. Однако важно не потерять классическую отрасль удобрений, дающую много рабочих мест.
вместе сильнее
Специалисты НИТУ «МИСиС» в ходе исследования подтвердили, что использование в качестве удобрения наночастиц сплава CoCuFeNi (кобальт, медь, железо, никель) значительно ускоряет рост сельскохозяйственных культур. Опыты показали, что полив растений раствором этого соединения увеличивает высоту всходов кресс-салата на 12 %, редьки масличной на 50 %. По сравнению с плантациями, которые не получали подкормки, прибавка в весе составила 20%, рассказали в университете. Кроме того, использование вещества замедляет активность вредоносных бактерий, что позволяет отказаться от антибиотиков.
Стебли растений также заметно удлинились. Этот результат указывает на то, что наночастицы хорошо подходят в качестве микроудобрения. Комплексный характер их воздействия обусловлен их способностью проникать в клетки и далее в субклеточные органеллы. Питательная суспензия стимулировала развитие растений. Это также объясняется изменением синтеза и активности некоторых ферментов», — рассказал соавтор исследования Валентин Романовский, старший эксперт Научно-исследовательского центра конструкционных керамических наноматериалов НИТУ «МИСиС».
Ученые получили сплав CoCuFeNi простым методом сжигания. Нитраты металлов и некоторые другие ингредиенты растворяли в дистиллированной воде. Смесь сушили до образования гелеобразной массы и затем нагревали. В результате образовался твердый нанопорошок. Этот способ производства практически не содержит вредных выбросов, прост в применении и недорог, он позволит минимизировать затраты на производство нового удобрения.
Химический анализ золы растений, получивших подкормку, показал, что содержание металлов в них ниже предела обнаружения прибора, что исключает негативное влияние сплава на здоровье человека.
По словам ученых, для перспективного применения в растениеводстве в настоящее время в основном изучаются наночастицы, состоящие из одного или двух компонентов. Например, оксиды серебра, железа, цинка или кремния и тому подобное. Однако влияние многоэлементных соединений на развитие растений изучено мало. Чтобы определить потенциал предлагаемого соединения, специалисты подкармливали корни салата и редьки три раза в месяц дозой сплава 3 мг, которую добавляли в воду для полива. Возникающий эффект увеличения побегов объясняется тем, что входящие в их состав металлы играют важную роль в биохимических процессах растений.
Хотя исследователи ограничились экспериментами с двумя культурами, сплав CoCuFeNi можно было использовать в качестве удобрения для разных растений. Каждый ее элемент в отдельности положительно влияет на целый список овощей, фруктов или круп, говорят разработчики. Например, кобальт полезен для томатов, гороха, гречихи и винограда, медь — для пшеницы, кукурузы и моркови, железо — для цитрусовых, бобовых и роз, а никель участвует в большом количестве важных химических реакций практически во всех растений, включая расщепление мочевины. Скорее всего, в составе комплексного соединения действие этих металлов усилится. Однако необходимо помнить, что их избыток может быть не менее вреден, чем недостаток, поэтому важно правильно рассчитать дозировку.
Эксперименты также показали, что наночастицы ингибируют рост Pseudomonas aeruginosa — патогена, опасного для человека и живущего на растениях.
— Наночастицы CoCuFeNi активно инактивировали Pseudomonas aeruginosa, трудно поддающуюся лечению из-за высокой лекарственной устойчивости. Суспензия показала большую эффективность, чем обычный тетрациклиновый антибиотик. Кроме того, под воздействием палящего солнца и высоких температур наиболее устойчивыми оказались всходы, подкормленные суспензией, добавил Валентин Романовский.
Технология будущего
Активизация роста и развития растений и их устойчивости к различным видам стрессов сейчас является основным направлением сельского хозяйства, считает Татьяна Минкина, заведующая кафедрой почвоведения и оценки земельных ресурсов Южного федерального университета.
– Среди методов повышения урожайности рассматривается наружная обработка растений и семян различными стимуляторами роста. Обработка наночастицами — новое направление в агробиотехнологии, поэтому исследование очень актуально», — отметила Татьяна Минкина.
Эти металлы играют важную роль в росте растений. Для того, чтобы рекомендовать их сельхозпроизводителям, необходимы дальнейшие исследования в микрополевых опытах по изучению влияния препарата на качественный состав и физиолого-биохимические показатели сельскохозяйственных культур, заключил эксперт.
– В последнее время опубликовано много работ по синтезу металлических наночастиц, которые могут как стимулировать рост растений и иммунитет, так и подавлять размножение бактерий. Однако использование сложной суспензии наночастиц CoCuFeNi предложено впервые. Авторы представили убедительные эксперименты по увеличению роста кресс-салата и масличной редьки. Разработка новых технологий на основе наноудобрений перспективна для развития устойчивого сельского хозяйства», — отметила Елена Чудинова, доцент кафедры агробиотехнологий РУДН.
Производителям выгодны дешевые подкормки, подобные тем, что разработаны в МИСиС, потому что они получают качественный, качественный материал за небольшие деньги, отмечает директор Центра международного агробизнеса и безопасности питания Анатолий Тихонов.
«Возможно, за этими удобрениями будущее. Однако нужно понимать, что производство традиционных перевязочных материалов — это целая индустрия со множеством заводов и рабочих мест, которые не хочется терять», — сказал Анатолий Тихонов.
Предлагаемый сплав является технологической разработкой на переднем крае современной науки, имеет важное значение для развития сельского хозяйства. Россия — очень большая страна, поэтому все технологии по своим характеристикам найдут место в отечественном агропромышленном комплексе, в этом уверен специалист.
Денис Гриценко
