Новое достижение помогает производить рис, который является дешевым, чистым и полезным для здоровья.

Новая сельскохозяйственная технология, разработанная совместно американскими и китайскими учеными, потенциально способна решить три основные глобальные проблемы: рост населения, воздействие изменения климата, а также экономическое и экологическое давление на сельское хозяйство.

Рисунок (а): Рис, удобренный наночастицами селена (RF+Se ENMS), имеет лучшее качество, чем рис, удобренный меньшим количеством удобрений (RF) или рис, выращенный традиционным способом (CK). Рисунок (б): Полевой эксперимент по изучению выбросов парниковых газов при выращивании риса с добавлением наночастиц селена.

Преодоление ограничений «зеленой революции»

Одной из главных причин успеха «зеленой революции» в середине прошлого века стало изобретение богатых азотом синтетических удобрений, которые позволили фермерам значительно увеличить урожайность. Однако у этих удобрений были и недостатки, в том числе высокие производственные затраты, выброс большого количества углекислого газа (CO2) в процессе производства и тот факт, что значительная часть азота вымывается.

Большинство сельскохозяйственных культур поглощают лишь около 40-60% получаемого азота, что называется эффективностью использования азота (УИА). У риса УИА может падать до 30%, а это значит, что 70% удобрений, которые вносят фермеры, попадают в реки, озера и море. Это способствует эвтрофикации, загрязнению рек и озер и вызывает ряд других экологических проблем, а также приводит к огромным финансовым потерям на удобрения.

Когда азот попадает в почву, он взаимодействует с многочисленными сложными химическими реакциями и микробной активностью. В конечном итоге эти процессы приводят к образованию большого количества мощных парниковых газов, таких как метан (CH4), аммиак (NH3) и закись азота (NO). Само производство азотных удобрений также является энергоемким процессом, способствующим увеличению глобальных выбросов.

Эффективность в полевых условиях

В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), группа ученых из Массачусетского университета в Амхерсте (США) и Цзяннаньского университета (Китай) показала, что применение наночастиц селена (нано-селена) может снизить количество необходимых удобрений при выращивании риса, сохраняя при этом урожайность, улучшая питательный состав, микробное разнообразие в почве и сокращая выбросы парниковых газов.

Авторы также впервые продемонстрировали эффективность подобных методов обработки на основе селена в реальных условиях. Они обнаружили, что при внесении нано-селенового удобрения в листья и стебли риса негативное воздействие азотных удобрений на окружающую среду снижается до 41%, а экономическая выгода увеличивается на 38,2% на тонну риса по сравнению с традиционными методами.

«Мы слегка распылили раствор наночастиц селена на растущие рисовые поля. Благодаря такому прямому контакту рисовые растения поглощают селен гораздо эффективнее, чем при внесении удобрений в почву», — поделился соавтор исследования, профессор Чуаньси Ван.

Селен увеличивает процесс фотосинтеза у растений более чем на 40%. Усиленный фотосинтез означает, что растения поглощают больше CO2, который затем преобразуется в углеводы. Эти углеводы перемещаются вниз и способствуют росту корней. Более крупные и здоровые корни выделяют больше органических соединений, питая полезные бактерии в почве. Затем эти бактерии симбиотически взаимодействуют с корнями риса, поглощая больше азота и аммиака из почвы в растение, увеличивая эффективность использования азота (NUE) с 30% до 48,3%, одновременно снижая количество оксидов азота и аммиака, выбрасываемых в атмосферу, примерно на 19-46%.

Благодаря увеличению поступления питательных веществ, урожайность рисовых растений повысится. В частности, рисовые зерна станут более питательными: увеличится содержание белка, ряда незаменимых аминокислот и селена. Более того, исследовательская группа обнаружила, что применение наноселена позволяет фермерам сократить потребность в азотных удобрениях на 30%.

В настоящее время рисоводство обеспечивает средствами к существованию более 3,5 миллиардов человек, что составляет более 43% населения мира. Новые сельскохозяйственные технологии обещают решить три сложные проблемы: растущее население планеты, изменение климата и растущие экономические и экологические издержки.

МИН ЗУНГ (по данным SciTechDaily)

Источник: https://baocantho.com.vn/dot-pha-moi-giup-san-xuat-gao-re-sach-va-tot-cho-suc-khoe-a195512.html