Плазменная обработка семян: новый способ ускорить рост без ГМО
AI Изображение создано с помощью ИИ и носит иллюстративный характер
Учёные из Университета Нагои и Университета Кюсю в Японии собрали данные о новом направлении — плазменном земледелии. Они проанализировали более 30 видов культур и выяснили, что в более чем двух третях случаев обработка семян низкотемпературной плазмой ускоряет рост и повышает урожайность. В остальных случаях эффект был нейтральным или отрицательным — если дозу подбирали неправильно. Об этом рассказывает издание Phys.org.
Низкотемпературная плазма создаётся при подаче высокого напряжения на воздух или газ. Электроны отрываются от молекул и начинают двигаться с высокой энергией, но основная масса газа остаётся комнатной температуры. Такую плазму можно применять к семенам, не сжигая их. В отличие от химических удобрений и генной модификации, плазма не требует вмешательства в ДНК растений.
«Низкотемпературная плазма — альтернатива генетически модифицированным культурам», — говорит Кендзи Исикава, профессор Центра низкотемпературных плазменных наук Университета Нагои. Механизм действия основан на активных формах кислорода и азота (АФК и АФА), которые образуются при столкновении электронов с молекулами воздуха. В правильных дозах эти соединения работают как сигнальные молекулы, ускоряя прорастание и укрепляя растения.
Особый интерес для исследователей представляет эпигенетическая модификация. Если ДНК — это операционная система с программами, то эпигенетика решает, какие программы запускать. Плазма меняет не сами гены, а их активность, что снижает риски, связанные с ГМО. Исследования показывают, что плазма способствует экспрессии генов, отвечающих за стрессоустойчивость и метаболизм.
Плазма может применяться не только к семенам, но и к воде и почве. Электрические разряды превращают азот из воздуха в аммиак, нитриты и нитраты — получается плазменно-активированная вода, которую можно использовать как удобрение. В отличие от традиционного синтеза по методу Габера — Боша, этот процесс не требует ископаемого топлива.
Обзор опубликован в Journal of Advanced Research. Чтобы технология вышла из лаборатории на поля, необходимо глубже изучить физические и биохимические процессы, лежащие в основе плазменной обработки.
