Учени са открили, че пръскането на ориз с наноразмерен селен намалява отпадъците от торове, повишава хранителната стойност и ограничава емисиите на парникови газове

Отглеждането на ориз – основната зърнена култура за повече от 3,5 милиарда души по целия свят, е свързано с изключително високи разходи за околната среда, климата и икономиката. Но това може да се промени благодарение на ново проучване, проведено от учени от Университета на Масачузетс в Амхърст и китайския университет Дзяннан. Те са доказали, че наномащабните приложения на елемента селен могат да намалят количеството тор, необходимо за отглеждането на ориз, като същевременно поддържат добивите, подобряват хранителната стойност, увеличават микробиологичното разнообразие на почвата и намаляват емисиите на парникови газове.

Освен това, в нова статия, публикувана в Proceedings of the National Academy of Sciences, те

за първи път демонстрират, че такива наномащабни

приложения работят в реални условия

„Зелената революция значително увеличи селскостопанското производство в средата на миналия век", казва Баошан Син, изтъкнат професор по околна среда и почвена химия, директор на Училището по земеделие „Стокбридж" към Университета на Масачузетс и съавтор на новото проучване. „Но тази революция изчерпва силите си. Трябва да намерим начин да я поправим и да я накараме да работи."

Част от това, което направи Зелената революция толкова революционна, беше изобретяването на синтетични, богати на азот торове, които можеха да поддържат високи селскостопански добиви. Но те са скъпи за производство, създават огромно количество въглероден диоксид и голяма част от торовете се отмиват.

Повечето култури използват само около 40-60% от азота, който се прилага върху тях, мярка, известна като ефективност на използване на азота, или NUE. А NUE на ориза може да бъде толкова ниска, колкото 30% - което означава, че 70% от това, което фермерът поставя на полетата си, се отмива в потоци, езера и океани, причинявайки еутрофикация, мъртви зони и редица други екологични проблеми. Това означава също, че 70% от цената на торовете също се губи.

Освен това, когато азотът се прилага върху почвата, той взаимодейства с невероятно сложната химия и микробите в почвата и в крайна сметка води до значително увеличаване на количествата метан, амоняк и азотен оксид - всички те допринасят за глобалното затопляне. Освен това, синтезирането на торове само по себе си е дейност, която генерира големи количества парникови газове.

„Всички знаят, че трябва да подобрим NUE - въпросът е как?", казва Син.

Той и неговите съавтори, сред които водещият автор Чуанси Уанг и другият старши автор Женю Уанг, професори по екологични процеси и контрол на замърсяването в университета Дзяннан, смятат че наноразмерният селен е елемент, който е от решаващо значение за здравето на растенията и хората, когато се прилага върху листата и стъблата на ориза, намалява отрицателното въздействие върху околната среда от азотното торене с 41% и

увеличава икономическите ползи с 38,2% на тон ориз,

в сравнение с конвенционалните практики.

„Използвахме дрон, за да напръскаме леко ориза, който расте в оризището, със суспензия от наноразмерен селен", казва Уанг.

„Този директен контакт означава, че оризовото растение абсорбира селена много по-ефективно, отколкото ако го нанесем върху почвата."

Селенът стимулира фотосинтезата на растенията, която се увеличава с повече от 40%. Повишената фотосинтеза означава, че растенията абсорбират повече CO2, който след това превръщат във въглехидрати. Тези въглехидрати се стичат към корените на растенията, което води до тяхния растеж. По-големите и по-здрави корени освобождават множество органични съединения, които култивират полезни микроби в почвата, и именно тези микроби след това работят симбиотично с корените на ориза, за да извличат повече азот и амоний от почвата и да ги пренасят в растението, увеличавайки неговата NUE от 30 на 48,3% и намалявайки количеството на азотен оксид и амоняк, изпускани в атмосферата, с 18,8-45,6%.

С по-голямото количество хранителни вещества

оризът дава по-голям добив с по-питателни зърна

Нивата на протеини, някои важни аминокиселини и селен също се повишават.

В допълнение към всичко това, Син, Уанг и техните колеги откриха, че използването на наноселен позволява на фермерите да намалят използването на азот с 30%. Тъй като отглеждането на ориз представлява 15-20% от глобалното използване на азот, тази нова техника е многообещаваща за справяне с тройната заплаха от увеличаващото се население, климатичните промени и нарастващите икономически и екологични разходи на селското стопанство.