Ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ оценили эффективность биоудобрения «Юнигель Плантум» при выращивании ячменя в засушливых условиях.
Биоорганическое удобрение на основе модифицированного хитозана разработано в молодежной лаборатории «Биоинженерия», созданной при поддержке Правительства Новосибирской области в рамках реализации проектов Сибирского биотехнологического научно-образовательного центра. Ранее удобрение было протестировано в лабораторных и в полевых условиях на таких сельскохозяйственных культурах, как пшеница, рапс и гречиха. Совместно с коллегами Высшей инженерной школы агробиотехнологий «Агробиотех» ТГУ ученые НГТУ НЭТИ впервые испытали его на ячмене в условиях засухи.
Как отмечает руководитель лаборатории кандидат фармацевтических наук Александр Дранников, уникальность удобрения в том, что целый комплекс активных компонентов, загруженный в полимерную матрицу, постепенно высвобождается и усваивается растениями, что обеспечивает им длительное питание, стабильный рост и развитие. Полимерная матрица может аккумулировать в себе не только активные компоненты, но и воду, что позволит не нарушить водный баланс в засушливых условиях. Дефицит воды является одним из самых серьезных стрессовых факторов для растений и напрямую влияет на их рост и продуктивность.
«С коллегами из Томска мы решили протестировать биоудобрение на такой злаковой культуре, как ячмень. Выбрали сорт, который выращивается в Сибири. В рамках работы провели две серии опытов с применением удобрения «Юнигель Плантум». Первая состояла в оценке его влияния на энергию прорастания семян ячменя. Этот показатель очень важен на начальных этапах развития культуры. Вторая серия опытов проводилась с целью оценить влияние препарата на повышение устойчивости растений ячменя к недостатку воды в почве. Ячмень чувствителен к дефициту влаги: в этом случае клетки растений становятся более уязвимыми, нарушается целостность мембран и клеточный тургор, что снижает урожайность», — рассказала младший научный сотрудник лаборатории «Биоинженерия» Фарида Арипова.
По итогам первой серии опытов препарат показал высокую эффективность при оценке энергии прорастания семян. Именно на этом этапе у злаковых культур запускается метаболизм, что позволяет предварительно оценить дальнейший рост и развитие культуры. Препарат обеспечил как прирост массы, так и возрастание всхожести ячменя: средняя масса проростков увеличилась на 14 %, количество проросших семян — на 13 %.
Далее ученые сымитировали почвенную засуху в лабораторных условиях, уменьшив количество поливов в опытной группе. Был выполнен комплексный анализ воздействия препарата на ключевые показатели роста и развития ячменя в норме и на фоне водного дефицита. Применение «Юнигель Плантум» способствовало приросту одного из показателей, связанных с урожайностью, — сырой массы на 6 %. Кроме того, наличие в почвенном субстрате препарата способствовало предотвращению развития окислительного стресса, который может привести к снижению продуктивности при выращивании ячменя.
«Наличие гидрогелевых структур, которые входят в состав биоорганического препарата «Юнигель Плантум», способствовало удержанию воды в почве, повышая ее доступность для растений и снижая стрессовые воздействия. Растение смогло получить столько воды, сколько ему было необходимо, за счет ее постепенного высвобождения», — рассказал Александр Дранников.
Полученные результаты демонстрируют перспективность применения препарата в качестве агротехнического средства для повышения устойчивости ячменя к дефициту воды.
В планах — провести серию экспериментов для изучения механизмов сохранения и высвобождения удобрения в засушливых условиях. Ученые намерены протестировать биоорганический препарат в полевых условиях и в перспективе выйти в аграрный сектор.
Молодежная интеграционная лаборатория «Биоинженерия» создана на базе Новосибирского государственного технического университета НЭТИ в 2023 году при поддержке Правительства Новосибирской области. Университет вошел в число победителей конкурса министерства науки и инновационной политики Новосибирской области на создание молодежных лабораторий в целях реализации проектов Сибирского биотехнологического научно-образовательного центра (СиббиоНОЦ) за счет средств регионального бюджета.
На фото контрольный эксперимент: слева — с применением удобрения, справа — без применения удобрения
Фото предоставлено молодежной лабораторией «Биоинженерия»