Ученые Томского государственного университета в рамках проекта «Передовая инженерная школа «Агробиотек» (ПИШ) разрабатывают новые подходы для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и обеспечения продовольственной безопасности страны. Среди новых продуктов, уже прошедших тестирование, – препараты из хвойной зелени пихты, повышающие всхожесть, объем биомассы и устойчивость к болезням у злаковых культур и овощей.
– Задача заключалась в разработке технологии получения высококонцентрированных биологических субстанций на основе тритерпентиновых кислот (ТТК) из хвойной зелени пихты, изучении их фунгицидных, антивирусных, антибактериальных и просто стимулирующих свойств для дальнейшего применения в сельском хозяйстве, – объясняет руководитель проекта, профессор химического факультета ТГУ Ирина Курзина. – Было получено пять видов экстрактов, которые апробированы в лабораторных условиях на пшенице, сое и ячмене.
Результаты исследований показали, что опрыскивание проростков пшеницы сорта Ликомеро тестовыми препаратами привело к увеличению длины ростков пшеницы на шесть процентов, массы ростков – на 26 процентов, всхожести семян пшеницы, заражённой фузариозом, – почти в два раза. Изучение влияния обработки семян сои сорта СибНИИК 9-ю тестовыми препаратами выявило стимулирующую активность: содержание суммы хлорофиллов увеличилось на 15 процентов, индекса азотного баланса – почти на 17 процентов (азот – жизненно важный для растений элемент).
Наряду с этим было установлено, что экстракт хвои оказывает стресс-протекторное действие на растение, то есть увеличивает его способность противостоять разным видам стресса, в частности, засухе и понижению температуры, что очень важно для молодых всходов.
Два из пяти тестируемых препаратов проявили выраженные стимулирующие свойства: способность увеличивать сырую и сухую массу листьев сои, сырую массу стебля, площадь листьев и сырую биомассу. Два экстракта продемонстрировали губительное воздействие в отношении возбудителя фузариоза пшеницы – одной из самых серьезных болезней, поражающих зерновые культуры.
В числе достоинств новых продуктов, наряду с их функциональными свойствами, разработчики отмечают экологичность – экстракты из хвои не наносят вреда окружающей среде – и биобезопасность, что очень важно, когда речь идет о культурах, употребляемых в пищу. Создание и внедрение подобных инструментов ТГУ активно развивает в рамках направления «Инженерная биология» при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030».
Проект по разработке стимулирующих препаратов для дальнейшего применения их в сельском хозяйстве осуществляется в сетевом взаимодействии с ООО «Солагифт» (Solagift Ltd.), кафедрой природных соединений, фармацевтической и медицинской химии ХФ ТГУ, Сибирским ботаническим садом ТГУ и Сибирским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства и торфа (филиал СФНЦА РАН).
Расширенные испытания экстрактов на основе тритерпентиновых кислот будут проводиться в полевых условиях с мая по сентябрь 2023 года. В это же время состоится апробация другой разработки – агродрона, созданного участниками проекта ПИШ «Аргобиотек» ТГУ для развития российского сельского хозяйства. Агродрон – первый в мире беспилотник, способный в режиме реального времени сканировать почву полей и точечно вносить удобрения. Тестовые испытания будут проведены на сельхозполях одного из партнеров ПИШ.