Ученые нашли способ выращивать более питательный рис с меньшим количеством удобрений

(a) Рис, получавший селен и на 30% меньше удобрений (RF+ Se ENMs), значительно крупнее риса с уменьшенным количеством удобрений (RF) и сопоставим с традиционно выращиваемым рисом (CK). (b) Полевой эксперимент по изучению выбросов парниковых газов риса при нанообработке селеном. Автор: Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2508456122

Международная группа ученых из Массачусетского университета в Амхерсте и Университета Цзяннань (Китай) представила революционный метод выращивания риса. Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что наноразмерные дозы селена позволяют сократить использование удобрений, повысить урожайность и питательную ценность зерна, а также снизить выбросы парниковых газов.

«Зеленая революция середины прошлого века значительно увеличила объемы сельскохозяйственной продукции, но сейчас ее потенциал исчерпывается. Нам нужно найти способ исправить ситуацию», — отмечает соавтор исследования, профессор Баошань Син.

Ключевой проблемой современного рисоводства является низкая эффективность использования азота (NUE). Рис усваивает лишь около 30% внесенного азота, а остальные 70% попадают в водоемы, вызывая эвтрофикацию, или в атмосферу в виде парниковых газов. Это также означает, что большая часть затрат фермеров на удобрения попросту теряется.

(a) Одно из экспериментальных полей в городе Куньшань, Китай; (b) и (c) сравнение урожайности и веса зерна традиционно выращиваемого риса (CK), риса с 30% уменьшением удобрений (RF) и риса с уменьшением удобрений и нано-селеном (RF+Se ENMs). Автор: Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2508456122

Ученые обнаружили, что опрыскивание риса суспензией наночастиц селена с помощью дронов кардинально меняет ситуацию. Селен стимулирует фотосинтез растения, увеличивая его более чем на 40%. Это приводит к усиленному поглощению CO₂ и росту корневой системы.

Более здоровые корни, в свою очередь, выделяют органические соединения, которые способствуют развитию полезных почвенных микробов. Эти микробы помогают рису эффективнее усваивать азот из почвы, повышая NUE с 30% до 48,3%. Выбросы закиси азота и аммиака в атмосферу сократились на 18,8–45,6%.

В результате новая технология позволила сократить применение азотных удобрений на 30%, при этом увеличив урожайность. Зерно стало более питательным — в нем выросло содержание белка, важных аминокислот и самого селена. Экономическая выгода от метода оценивается в 38,2% на тонну риса.

Учитывая, что на выращивание риса приходится 15–20% мирового потребления азотных удобрений, эта технология может сыграть ключевую роль в решении проблем растущего населения, изменения климата и высокой стоимости сельского хозяйства.

Больше информации: Wang, Zhenyu et al, Nanotechnology-driven coordination of shoot–root systems enhances rice nitrogen use efficiency, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2508456122