Нанотехнологии в сельском хозяйстве: ученые Ставропольского вуза разработали механизм повышения урожайности гороха

Ученые Северо-Кавказского федерального университета (СКФУ) разработали молекулярный комплекс на основе незаменимых микроэлементов марганца, влияющих на ускорение роста и всхожести сельскохозяйственных культур.

Международный исследовательский коллектив  доказал эффективность устойчивых суспензий наночастиц марганца и их ростостимулирующиее действие на ранних стадия прорастания семян гороха. Для повышения сопротивляемости растений неблагоприятным факторам окружающей среды ученые создают специальные органические и неорганические добавки. Предложенная учеными СКФУ технология использования наночастиц соединений металлов позволяет повышать устойчивость растений в агрессивных погодных условиях.

– Современное сельское хозяйство нуждается в технологиях, которые снижают колебания в урожайности, повышают адаптивность культур и повышают биологическую ценность растений. Уверен, что консолидация ведущих отечественных и зарубежных ученых в этом проекте позволит добиться высоких результатов, – подчеркнул ректор СКФУ Дмитрий Беспалов.

Проект разработки новых наноразмерных форм эссенциальных микроэлементов получил финансовую поддержку Российского научного фонда в 2023 году. Руководит проектом Андрей Нагдалян, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории пищевой и промышленной биотехнологии СКФУ.

– 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. Наночастицы Марганца в концентрациях 0,1–1 мг/л со стабилизатором кокамидопропилбетаином стимулируют рост семян гороха, а при более высоких концентрациях получается уже токсический эффект,  – прокомментировал Андрей Нагдалян.

В рамках проекта также планируется изучить комплексное влияние  наноразмерных форм эссенциальных микроэлементов селена, цинка, марганца и других металлов на химико-биологические характеристики не только гороха, но и пшеницы. Грант рассчитан на три года. Планируется, что разработка позволит снизить потери агропромышленного комплекса при стрессовых условиях окружающей среды, таких, как экстремально низкие и высокие для температуры, соленость почв, высокая или низкая влажность воздуха, инфекционные заболевания.

Также ученые СКФУ планируют, что выявленные нанотехнологии позволят за счет использования эссенциальных микроэлементов повысить биологическую ценность растений.

Такие удобрения полезны не только для растений, но и позволяют решить проблему недостаточного поступления микроэлементов в организм человека или сельскохозяйственных животных путём аккумуляции полезных веществ сначала в семени, а потом в ростке и плоде.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда №23-76-10046. Результаты представлены в научном журнале Nanomaterials (https://doi.org/10.3390/nano14110959).