Новий прорив допомагає виробляти дешевий, чистий та корисний рис.

Нова сільськогосподарська техніка, розроблена спільно американськими та китайськими вченими, має потенціал для вирішення трьох основних глобальних проблем: зростання населення, вплив зміни клімату та економічний та екологічний тиск на сільське господарство.

Рисунок (a): Рис, удобрений наноселеном (RF+Se ENMS), має кращу якість, ніж рис, удобрений меншою кількістю добрив (RF), або рис, вирощений традиційним способом (CK). Рисунок (b): Польовий експеримент для перевірки викидів парникових газів рису, доповненого наноселеном.

Подолання обмежень Зеленої революції

Однією з головних причин успіху «Зеленої революції» в середині минулого століття був винахід синтетичних добрив, багатих на азот, які дозволили фермерам значно підвищити врожайність сільськогосподарських культур. Однак ці добрива мали недоліки, зокрема високі виробничі витрати, процес виробництва, що вивільняв велику кількість вуглекислого газу (CO2), та той факт, що значна частина азоту вимивалася.

Більшість сільськогосподарських культур поглинають лише близько 40-60% азоту, який вони отримують, і це відомо як ефективність використання азоту (ЕУА). У рисі ЕУА може падати до 30%, а це означає, що 70% фермерів, які вирощують добрива, зливають воду в річки, озера та море. Це сприяє евтрофікації, забруднює річки та озера та спричиняє низку інших екологічних проблем, а також призводить до величезних витрат грошей, що витрачаються на добрива.

Коли азот потрапляє в ґрунт, він взаємодіє з численними складними хімічними реакціями та мікробною активністю. Ці процеси зрештою утворюють велику кількість потужних парникових газів, таких як метан (CH4), аміак (NH3) та закис азоту (NO). Виробництво азотних добрив саме по собі також є енергоємним, що сприяє збільшенню глобальних викидів.

Ефективність у польових умовах

У дослідженні, опублікованому в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), команда вчених з Університету Массачусетсу в Амхерсті (США) та Університету Цзяннань (Китай) показала, що застосування нанорозмірних частинок селену (наноселену) може зменшити кількість добрив, необхідних для вирощування рису, зберігаючи при цьому врожайність, покращуючи вміст поживних речовин, мікробне різноманіття в ґрунті та зменшуючи викиди парникових газів.

Автори також вперше продемонстрували, що такі методи обробки на основі селену ефективно працюють у реальних умовах. Вони виявили, що при застосуванні наноселенових добрив до листя та стебел рисових рослин негативний вплив азотних добрив на навколишнє середовище зменшився до 41%, а економічні вигоди збільшилися на 38,2% на тонну рису порівняно з традиційними методами.

«Ми злегка обприскали розчином наноселену рисові поля, що ростуть. Цей прямий контакт означає, що рослини рису поглинають селен набагато ефективніше, ніж внесення добрив у ґрунт», – поділився співавтор дослідження, професор Чуаньсі Ван.

Селен збільшує процес фотосинтезу в рослинах більш ніж на 40%. Посилений фотосинтез означає, що рослини поглинають більше CO2, який вони потім перетворюють на вуглеводи. Ці вуглеводи потрапляють униз і допомагають корінню рости. Більше, здоровіше коріння вивільняє більше органічних сполук, живлячи корисні бактерії в ґрунті. Ці бактерії потім симбіотично працюють з корінням рису, щоб поглинати більше азоту та аміаку з ґрунту в рослину, збільшуючи корисну енергію (ЧЕЕ) з 30% до 48,3%, одночасно зменшуючи кількість оксидів азоту та аміаку, що викидаються в атмосферу, приблизно на 19-46%.

Завдяки збільшенню надходження поживних речовин, рослини рису даватимуть вищу врожайність. Зокрема, зерна рису будуть більш поживними: збільшиться вміст білка, кількох незамінних амінокислот і селену. Понад усе, дослідницька група виявила, що застосування наноселену дозволяє фермерам зменшити потребу в азотних добривах на 30%.

Вирощування рису наразі є засобом існування для понад 3,5 мільярда людей, що становить понад 43% населення світу. Нові сільськогосподарські методи обіцяють вирішити три складні проблеми: зростання населення світу, зміну клімату та зростання економічних та екологічних витрат.

MINH DŨNG (За матеріалами SciTechDaily)

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