Учени изобретяват нанотехнологии за защита на културите от ултравиолетова радиация

Американски изследователи от Селскостопанската експериментална станция в Кънектикът (CAES) са разработили нова нанотехнология, която би могла значително да промени селскостопанските практики по целия свят.

Учените успяха да създадат уникален многоелементен нанокомпозит (Zn-Mg-Mn-Fe), който действа като „слънцезащитен крем“ за растенията – предпазва от вредното ултравиолетово лъчение и същевременно насища културата с необходимите микроелементи.

Интензивната ултравиолетова радиация е едно от едва доловими, но мощни предизвикателства пред съвременното земеделие. При изменението на климата растенията губят производителност, ефективността на фотосинтезата намалява и растежът се забавя. В страни като Испания, Италия или САЩ, където се отглеждат култури с висока добавена стойност (грозде, домати, салати), UV стресът може да намали добивите с до 50%.

Именно за да се справят с това предизвикателство, изследователите са разработили нанокомпозит, състоящ се от цинкови, магнезиеви, манганови и железни оксиди. Благодарение на наноразмера си, тези частици не само ефективно блокират UV лъчите, но и по-добре се прилепват към повърхността на листата, постепенно освобождавайки хранителни вещества.

Цинкът в нанокомпозита действа като основен ултравиолетов филтър. Магнезият подпомага функцията на хлорофила, манганът участва във фотосинтезата, а желязото насърчава електронен транспорт. Такъв „коктейл“ създава двоен ефект: от една страна, намалява щетите от ултравиолетовата радиация, а от друга, увеличава хранителността на културата.

В лабораторни условия, обработената маруля Lactuca sativa показа впечатляващи резултати:

• съдържанието на хлорофил се е увеличило с 66,7%,
• листна площ – с 45%,
• суха биомаса – с 43,7%.

И нивото на оксидативен стрес, причинен от UV лъчението, е намаляло с повече от 70%.

Освен това се наблюдава значително подобрение в усвояването на микроелементите. Само за четири дни растенията абсорбират до 220 мг/кг магнезий, а също така показват увеличение на съдържанието на желязо, цинк и манган.

Въпреки че тестовете са проведени върху маруля, потенциалното приложение на технологията е много по-широко. Изследователите са убедени, че нанокомпозитът може да бъде ефективно решение за други култури, чувствителни към UV лъчение – предимно домати, грозде и зелени зеленчуци. А също и за намаляване на нуждата от химически торове, което ще направи селскостопанското производство по-устойчиво и по-малко зависимо от външни ресурси.