Наноселен повышает урожайность риса и снижает потребность в удобрениях

Исследователи обнаружили, что наноразмерный селен может сделать рис более эффективным, полезным и высокоурожайным. Credit: Shutterstock

Выращивание риса — основного зерна для более чем 3,5 миллиардов человек в мире — связано с чрезвычайно высокими экологическими, климатическими и экономическими издержками. Однако это может измениться благодаря новому исследованию ученых из Массачусетского университета в Амхерсте и Университета Цзяннань в Китае. Они показали, что применение наноразмерного селена может снизить количество удобрений, необходимых для выращивания риса, при сохранении урожайности, повышении питательной ценности, улучшении микробного разнообразия почвы и сокращении выбросов парниковых газов.

«Зеленая революция значительно увеличила объемы сельскохозяйственного производства в середине прошлого века, — говорит Баошань Син, соавтор исследования. — Но эта революция теряет пар. Нам нужно найти способ исправить это и заставить ее работать».

Проблема современных удобрений в их низкой эффективности. Рис использует лишь около 30% внесенного азота, а остальные 70% смываются, вызывая загрязнение водоемов. Кроме того, синтез удобрений и их применение в почве приводят к значительным выбросам парниковых газов.

Ученые обнаружили, что опрыскивание риса суспензией наноселена с помощью дрона позволяет растению эффективнее его поглощать. Селен стимулирует фотосинтез, который увеличился более чем на 40%. Это приводит к росту корневой системы и активизации полезных почвенных микробов, которые помогают рису усваивать больше азота из почвы. Эффективность использования азота повысилась с 30% до 48,3%, а выбросы закиси азота и аммиака в атмосферу сократились на 18,8–45,6%.

При этом урожайность риса выросла, а зерно стало более питательным: повысилось содержание белка, критически важных аминокислот и самого селена. Более того, применение наноселена позволило фермерам сократить использование азотных удобрений на 30%.

Поскольку на выращивание риса приходится 15–20% глобального использования азота, новая методика открывает перспективы для решения тройной угрозы: роста населения, изменения климата и растущих экономических и экологических издержек сельского хозяйства.