Ученые КарНЦ РАН начали выращивать горчицу на земле с избытком цинка.
В регионах с рискованным земледелием, при неблагоприятных условиях климата и на бедных почвах, аграрии вынуждены использовать большие объемы цинксодержащих удобрений для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и улучшения качества готовой продукции, что приводит к увеличению содержания цинка в почвах. Несмотря на то, что цинк является важным микроэлементом для всех живых организмов, в высоких концентрациях он может оказывать негативное действие на живые организмы.
Очистить почвы от избытка ионов металлов можно при помощи растений «аккумуляторов», которые способны активно поглощать ионы металлы и накапливать их в больших количествах в надземной части. Такая технология называется фиторемедиацией, считается перспективной, экологически безопасной и экономически выгодной. Поиском подходящих видов растений занялись физиологи растений Института биологии Карельского научного центра РАН. Исследователи изучили потенциал горчицы сарептской и горчицы белой в условиях Севера.
Горчица сарептская накапливает ионы металлов в надземной биомассе, горчица белая — в корнях. Отдельно был поставлен эксперимент по смешанному посеву. Мы предположили, что такой вариант может быть еще более эффективным. Данные культуры широко используют в сельском хозяйстве с целью улучшения структуры почвы, обогащения азотом и угнетения роста сорняков. Кроме того, оба вида горчицы являются сырьем для пищевой и фармацевтической промышленности, — рассказала Наталья Репкина, руководитель исследования, старший научный сотрудник лаборатории экологической физиологии растений Института биологии КарНЦ РАН.
Отдельное внимание ученые уделили вариантам переработки растений, выращенных на субстрате с избытком цинка. Поскольку цинк — необходимый для жизнедеятельности микроэлемент, то скашиваемая надземная биомасса может быть использована в качестве добавки в корма животным, а корни растений для компоста.
Мы установили, что оба вида растений не различаются стратегией накопления, как считалось ранее, и накапливают цинк в надземной части в достаточно высоких концентрациях уже на стадии стеблевания, спустя 3–4 недели после посева, при этом содержание металла в субстрате заметно снижается. По результатам исследований мы можем рекомендовать использовать горчицу сарептскую в качестве добавки в корм животным как источник цинка и ненасыщенных жирных кислот, а надземную часть растений горчицы белой — в качестве сырья для биотоплива, — рассказала физиолог.
Результаты исследований опубликованы в международных научных журналах Plants и и Horticulturae. Полученные данные также говорят о том, семена горчицы сарептской и горчицы белой, выращенных на почвах с высоким уровнем загрязнения цинком, могут быть использованы в дальнейшей переработке для производства масла. А семена горчицы белой могут быть использованы, например, при производстве биотоплива, говорят ученые.
Работа поддержана грантом РНФ № 22-24-00668.