Датский эксперимент с гидропонной пшеницей может изменить мировое сельское хозяйство
Исследователи из Орхусского университета изучают биологическое ингибирование нитрификации как способ снизить зависимость от синтетических удобрений и уменьшить экологический ущерб.
В датском городе Флаккебьерг, на исследовательской станции Орхусского университета, постдокторант Пурна Кумар Хатри проводит уникальные эксперименты с пшеницей. Его работа сосредоточена на изучении гидропонных систем, где корни растений погружены в воду, что позволяет точно отслеживать химические процессы, происходящие в ризосфере. Цель этих исследований — понять, как растения естественным образом управляют азотным обменом, что может стать ключом к трансформации мирового сельского хозяйства.
Современное земледелие столкнулось с серьезной проблемой: культуры усваивают менее половины вносимых синтетических удобрений. Остальная часть азота вымывается в грунтовые воды или превращается в закись азота, которая является мощным парниковым газом. Традиционные методы борьбы с этим явлением, такие как синтетические ингибиторы нитрификации, часто оказываются дорогостоящими и негативно влияют на полезную почвенную микрофлору, что делает поиск альтернатив крайне актуальным.
В центре внимания оказались бензоксазиноиды — природные соединения, которые пшеница, рожь и кукуруза выделяют через корни. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Plant Physiology and Biochemistry, доктор Хатри изучил 18 таких соединений и выявил семь, которые эффективно подавляют активность почвенных микробов, вызывающих потери азота. Пшеничные линии, содержащие фрагменты хромосом дикорастущих трав, продемонстрировали удвоенную эффективность в подавлении нитрификации.
Основное преимущество метода биологического ингибирования нитрификации (BNI) заключается в том, что растения выпускают эти соединения постепенно и непосредственно в прикорневую зону. Это гораздо точнее, чем массированное внесение химикатов. Более того, использование естественных защитных механизмов, отобранных в процессе обычной селекции без применения генной инженерии, позволяет минимизировать побочные эффекты для экосистемы и сократить расходы фермеров на покупку удобрений.
В случае успеха проекта, фермеры смогут сократить потери азота на 20–30%, что не только снизит себестоимость производства, но и уменьшит зависимость сельского хозяйства от ископаемого топлива. Таким образом, скромный эксперимент в Дании открывает путь к созданию устойчивых сортов пшеницы, способных поддерживать высокую урожайность при гораздо меньшем экологическом следе, решая одну из самых острых проблем современной агрономии.