Прорыв в агротехнологиях: пшеница научилась создавать свое собственное удобрение

Впервые в истории науки ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе разработали пшеницу, которая способна самостоятельно обеспечивать себя азотным питанием. Этот революционный прорыв не только обещает кардинально сократить расходы фермеров на удобрения, но и может радикально улучшить экологическую ситуацию на планете.

Проблема азота давно тревожит аграриев, ведь большинство злаков, в отличие от бобовых, не умеют вступать в симбиоз с азотфиксирующими бактериями. Десятилетиями специалисты пытались «научить» пшеницу формировать на корнях нужные клубеньки — но безуспешно. Американские же ученые пошли иным путем: с помощью технологий редактирования генома (CRISPR) они заставили растения сами вырабатывать особое вещество — апигенин, который выделяется в почву и стимулирует нужные бактерии образовывать вокруг себя био-пленки. В этой микросреде бактерии эффективно превращают азот из воздуха в пригодное для усвоения аммиачное удобрение, которым тут же питается растение.

Экономический эффект трудно переоценить: ежегодные траты фермеров на удобрения только в США составляют около 36 миллиардов долларов. Снижение применения удобрений хотя бы на 10% позволит сэкономить более миллиард долларов в год. Для малых хозяйств в развивающихся странах этот подход и вовсе станет шансом на стабильные урожаи — ведь там покупка уймы химии для поля часто невозможна.

Экология также почувствует облегчение. Обычно растения усваивают лишь 30–50% внесенного азота, остальное вымывается в реки, вызывая обмеление и гибель рыб, или уходит в атмосферу в виде парникового газа — оксида азота. Новое открытие позволит снизить нагрузку на окружающую среду, так как растения воспользуются естественным механизмом получения удобрений без излишков и вредных выбросов.

Первый успех в редактировании «самоудобряющейся» культуры был достигнут на рисе, а теперь технология адаптирована для пшеницы и уже испытывается на кукурузе, сорго и просе. Особенно важна ее доступность для малых хозяйств в беднейших странах, где денег на дорогую химию попросту нет.

Этот проект уже привлек внимание ведущих мировых агрокомпаний и получил патент США. В ближайшие годы нас может ждать настоящая революция на полях — когда растения смогут самостоятельно производить необходимые им удобрения, оставаясь при этом экологичными и урожайными.