Вчені знайшли новий спосіб порятунку врожаїв

Патогенні грибки вражають найрізноманітніші сільськогосподарські культури. Щороку вони знищують третину всіх врожаїв і загрожують людству. Але тепер у нас є новий метод боротьби з ними, крім небезпечних для здоров’я хімікатів.

Щоб зупинити поширення грибкових захворювань, фермери обробляють поля отруйними хімікатами, які спустошують землю, не шкодуючи і корисних мікробів, що живуть в грунті, роблячи її мертвою.

Тепер з’явилася нова ідея: потрібно допомагати рослинам протистояти грибкам, а не боротися з ними безпосередньо. Команда вчених на чолі з токсикологом-екологом Джейсоном Уайтом збагачує культури поживними речовинами у форматі нано, які підвищують вроджений імунітет рослин. Протягом останніх кількох років дослідники розробили різні суміші нанонутрієнтів, які підвищують стійкість до грибків у сої, помідорах, кавунах та баклажанах.

Такий підхід дає рослинам поживні речовини, необхідні для вироблення ферментів для захисту від атак патогенних грибків.

Підхід дослідників ґрунтується на їх попередньому відкритті: наночастинки, що подаються в качани кукурудзи з коренів рослини, можуть повертатися назад у ґрунт, просочуючись з листя. Тобто наночастинки можна наносити безпосередньо на листя.

Уайт і його колеги провели експерименти на баклажанах і помідорах. Команда розпорошила металеві наночастинки на листя і пагони рослин, а потім заразила їх патогенними грибками. Рослини, оброблені наночастинками, показали підвищену концентрацію поживних металів у коренях, що призвело до більш високої врожайності.

Дослідники виявили, що наночастинки не завдають шкоди грибкам: вони все ще процвітають. Але ці добавки дозволяють рослинам захищатися від грибків.

Нанонутрієнти виявилися ефективнішими за звичайні добрива завдяки їх розмірам, які збільшують швидкість розчинення. Нанонутрієнти в тисячі разів менше діаметра людського волосся, але у них досить велика площа поверхні, тому вони розчиняються швидше, ніж звичайні добрива. Однак нанонутрієнти досить великі, щоб не розчинятися відразу: вони можуть вивільняти поживні речовини поступово, протягом декількох тижнів.

При цьому можна налаштовувати не тільки розмір нанонутрієнтів. Також можна змінювати їх форму і склад, щоб стимулювати різні реакції рослин. Наприклад, Уайт і його колеги виявили, що плоскі частинки оксиду міді нанометрової товщини краще, ніж сферичні наночастинки міді, запобігають зараженню грибками у соєвих бобів. Це відбувається завдяки більш швидкому вивільненню з наношарів заряджених атомів міді і більш сильної адгезії до поверхні листа.

Уайт заявляє, що їв баклажани, помідори і кавуни, які вирощував в ході своїх експериментів, і поки не виявив будь-яких погіршень здоров’я.