Как наночастицы портят урожай

Попадающие в окружающую среду наночастицы способны проникать в корни растений, замедляя их рост, усиливая поглощение других загрязняющих веществ и потребность растений в удобрениях.

Наночастицы, содержащиеся в выхлопных газах работающих на дизельном топливе автомобилей, в том числе сельскохозяйственной техники, сначала высвобождаются в атмосферу, после чего с дождевой водой попадают в почву. Еще одним механизмом попадания наночастиц в почву является практикуемое в США удобрение сельскохозяйственных угодий богатым питательными веществами осадком, остающимся после отстоя сточных и канализационных вод. Этот осадок содержит наночастицы, используемые в изготовлении тканей, солнцезащитных средств и других продуктов.

Исследователи из университета Калифорнии, Санта-Барбара, решили проанализировать предполагаемое воздействие наночастиц на сельскохозяйственные растения. Для этого они высаживали сою в почву, богатую двумя широко используемыми типами наноматериалов: наночастицами оксида церия, добавляемыми в качестве катализатора в дизельное топливо и другие продукты, и наночастицами оксида цинка, используемыми при производстве солнцезащитных и антибактериальных средств. В результате растения контактировали с наночастицами с момента появления побега и до созревания бобов.

По сравнению с контрольными растениями, растения сои, выращенные в почве, содержащей максимальную концентрацию наночастиц оксида цинка, формировали меньше листьев. В то же время, наночастицы оксида церия ухудшали рост растений при всех протестированных концентрациях. При этом оксид цинка накапливался в листьях растений, а оксид церия задерживался на уровне формируемых корнями клубеньков. При максимальных дозах оксида церия клубеньки не содержали бактерий, обеспечивающих связывание содержащегося в воздухе азота в форме аммонийных солей, выступающих в роли удобрения.

Способность бобовых, в том числе сои, усваивать содержащийся в воздухе азот является одним из наиболее важных микробиологических механизмов в сельском хозяйстве. Поэтому выявленный эффект наночастиц оксида церия вызывает большую тревогу.

Авторы параллельного исследования воздействовали на корни растений томатов, кабачков и сои фуллеренами – широко используемыми наноматериалами, производимыми из чистого углерода. Нетоксичные сами по себе фуллерены усиливали способность корней всех трех видов растений поглощать содержащиеся в почве пестициды. В рамках работы растения не достигали стадии плодоношения, поэтому, на сегодняшний день, неясно, чревато ли присутствие фуллеренов в почве накоплением пестицидов в плодах.

В любом случае полученные результаты заставляют задуматься о целесообразности широкого применения наночастиц, а также о необходимости разработки методов предотвращения их попадания в окружающую среду и нейтрализации уже существующих загрязнений.