Выяснилось, какой размер частиц меди наносит наибольший вред почве и растениям — Naked Science
8 минут
РНФ

Выяснилось, какой размер частиц меди наносит наибольший вред почве и растениям

4.3

Медь используют в производстве биоцидов в сельском хозяйстве и микроудобрений для защиты древесины. Ученые из России и Турции впервые исследовали, как соединения меди разного размера влияют на почвы и ячмень. Оказалось, что большие частицы размером в несколько миллиметров увеличивают концентрацию металла в растении до восьми раз, тогда как наноразмерные частицы — до десяти, что снижает показатели растения и его урожайность.

Выяснилось, какой размер частиц меди наносит наибольший вред почве и растениям / ©Getty images

Результаты исследования могут помочь поддерживать плодородие почв и разработать новые сельскохозяйственные удобрения. Свои выводы, сделанные при поддержке Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), ученые опубликовали в журнале Environmental Geochemistry and Health. К числу наиболее опасных загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду, относятся тяжелые металлы. В отличие от органических загрязнителей, которые разлагаются, тяжелые металлы могут лишь распределяться между отдельными компонентами водных систем и почв. Чтобы оценить влияние металлов на почву и донные отложения, нужно не столько определить рост общей концентрации элементов, сколько изучить их подвижность.

Кроме того, важным аспектом становится степень дисперсности тяжелых металлов в окружающей среде, то есть степень измельчения частиц. Чем выше степень дисперсности, тем меньше размер частиц. Исследователи Академии биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского Южного федерального университета (ЮФУ) вместе с коллегами Университета Ондокуз-Майис (Турция) изучают такие процессы, происходящие на уровне атомов и молекул.

Эксперимент ученых ©Марина Бурачевская / ЮФУ

«Вопросы безопасности применения материалов на основе меди, в том числе нанодисперсных, особенно важны, потому что их широко используют в производстве биоцидов в сельском хозяйстве и микроудобрений для защиты древесины. Накопление тяжелых металлов, в том числе меди, в почве может потенциально привести к накоплению и в тканях растений. В разной степени дисперсности они токсичны не только для растений, но и для клеток человека», — рассказывает Марина Бурачевская, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Академии биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского ЮФУ (Ростов-на-Дону).

В новой работе почвоведы посмотрели, как меняется медь в черноземе обыкновенном в зависимости от размера частиц, а также оценили ее токсическое воздействие на рост ярового ячменя. Образцы исследовали при помощи синхротронного излучения — это электромагнитное излучение, которое генерируют крупные ускорители электронов или позитронов. Синхротронное излучение отличается от обычного рентгеновского высокой интенсивностью, то есть эксперимент проводится во много раз быстрее. Ученые взяли образцы почвы из Ростовской области и добавили в них оксид меди разной степени дисперсности (3–5 миллиметров и 30–50 нанометров).

Эксперимент ученых / ©Марина Бурачевская / ЮФУ

Разное количество соединений меди добавляли в виде сухого порошка и тщательно перемешивали с почвой. В эти загрязненные образцы высадили семена ячменя, за которыми тщательно наблюдали. Содержание меди определяли при помощи рентгеновских лучей в порошке из уже высушенных частей растений. Выяснилось, что соединения меди привели к увеличению содержания в почве подвижных соединений металла. Такие соединения могут проникать в растения и способны перемещаться по пищевой цепи, а также мигрировать в соседние среды: грунтовые воды, реки, озера.

Результаты показали, что доля выделенных подвижных соединений меди из загрязненных образцов в 20-2322 раза превышает количество соединений металлов, взятых из незагрязненной (контрольной) почвы. Чем больше металлов вносили в почву, тем более подвижными были металлы. От концентрации частиц зависело, насколько прочно медь закреплялась в почве и ее доступность для растений.

«Влияние большой дозы меди разной дисперсности состояло в том, что тормозились развитие и продуктивность ярового ячменя. Учитывая больший негативный эффект на биометрические, цитоморфометрические, ультраструктурные параметры и данные по содержанию металла в растениях, в целом можно сделать вывод, что медь в нанодисперсной форме лучше проникает из почвы в растение и способна накапливаться в нем в больших количествах», — заключает Марина Бурачевская. Результаты исследования могут использоваться в такой отрасли сельского хозяйства, как растениеводство, например для контроля экологической ситуации, поддержания плодородия почвы и разработки новых удобрений.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
РНФ осуществляет финансовую и организационную поддержку фундаментальных и поисковых научных исследований посредством финансирования прошедших конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов.
Вчера, 11:54
2 минуты
Илья Ведмеденко

В Сеть выложили фотографии строящегося первого опытного образца нового легкого самолета ЛМС-901. Поднять машину в небо ранее хотели в конце этого года.

Вчера, 19:25
5 минут
Виктория Сафронова

Город Нюва предлагается построить из туннелей в глубине марсианской скалы.

7 часов назад
4 минуты
Ольга Иванова

Ученые из Нидерландов выяснили, что тираннозавры, вероятно, передвигались медленнее, чем предполагалось. Скорость их размеренного шага оказалась примерно равна скорости прогуливающегося человека. Зато походка была качающейся и пружинистой.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

15 апреля
14 минут
Василий Парфенов

Новое масштабное журналистское расследование собрало воедино самые вопиющие факты коррупции, махинаций с официальной статистикой и игнорирования пандемии на государственном уровне.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

26 марта
12 минут
Василий Парфенов

Похоже, история с американскими военными и «неопознанными воздушными феноменами» только набирает обороты. Новое расследование раскрыло многократные встречи нескольких кораблей Военно-морского флота Соединенных Штатов с аномально ведущими себя летательными аппаратами. Причем происходило это вне пределов досягаемости для любого коммерческого дрона или иного известного компактного БПЛА.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: