Новости

Танины полезны для почв, лучшее время для прикатывания ржи, улучшение почвы для газонов и садов

Танины полезны для почв, лесов и ферм

Танины, которые помогают делать хорошее красное вино и раскрашивают в яркие цвета осенние листья, также могут повысить плодородие почвы и улучшить здоровье скота. Это показали исследования ученых Министерства сельского хозяйства США. Химик Хавьер Гонзалез (Javier Gonzalez) и почвовед Джонатан Халворсон (Jonathan Halvorson) из исследовательского подразделения министерства считают, что танины — важные компоненты агроэкосистемы и могут положительно влиять на продуктивность почвы и окружающую среду. Работу вместе с ними провели сотрудники лаборатории танинов в Университете Майами, находящегося в штате Огайо.

Танины, как и другие фенолы, присутствуют во многих растениях. Предполагается, что они проникают в почву из корней растений и разлагающихся листьев. По данным ученых, количество и частота связывания с другими элементами зависят от вида танина. Было обнаружено, что эти вещества могут использоваться для связывания металлов, таких как алюминий, сдерживающий рост корней. Танины также могут высвобождать питательные элементы, например, кальций.

Источник: Agricultural Research magazine, Physiologia Plantarum, Soil Biology & Biochemistry

Лучшее время для прикатывания ржи

Ученые Министерства сельского хозяйства США помогают фермерам приспособить экологичную практику прикатывания ржи, когда она используется как запашная культура. По этому назначению рожь стала применяться чаще, так как она препятствует эрозии почвы, помогает ей сохранять питательные вещества и уменьшает необходимость вспашки, считает эколог Стивен Мирски (Steven Mirsky) из сельскохозяйственного исследовательского подразделения министерства.

Для использования как покровной культуры рожь сеют осенью, убирают весной и оставляют для компостирования на тех же самых полях, где растут бобовые, а другие товарные культуры сеются позже.

Вместо того чтобы скашивать свою рожь, многие фермеры придавливают ее, используя цилиндр, похожий на гребное колесо. Однако прикатывание ржи требует меньшего количества электроэнергии, чем придавливание, к тому же это требуется делать только раз в сезон. Как считает Стивен Мирски, в отличие от придавливания, оно оставляет остатки ржи нетронутыми на поле, формируя толстую подстилку, которая может лучше подавлять сорняки.

Чтобы провести исследование, ученый сажал два сорта ржи — Aroostook и Wheeler — на тестовых делянках в штате Пенсильвания с интервалом в 10 дней осенью два года подряд. Он использовал 1,5-тонный прикатыватель, собранный его коллегами в Университете штата Пенсильвания, чтобы прикатывать рожь каждые десять дней в течение весны. Затем через 6 недель после прикатывания он зрительно ранжировал рост ржи по шкале от 0 до 100.

По результатам работы ученый определил, что лучшее время для сворачивания ржи, когда она достигнет 50-75% от стадии цветения, потому что именно тогда прикатывание последовательно убивает рожь. Впоследствии ученые намерены создать сайт, на котором фермеры смогут узнать, когда именно надо прикатывать рожь, вбивая почтовые индексы.

Источник: Agricultural Research magazine, Agronomy Journal

Улучшение почвы для газонов и садов

Ученые из сельскохозяйственного исследовательского центра Аппалачи (AFSRC) в штате Западная Вирджиния разрабатывают замену почвам для более дешевых спортивных полей, садов или газонов на месте свалок, шахт и других деградированных земель.

Наиболее «перспективная» смесь включает в себя отходы каменоломен и компостированный мусор птицефабрик. Этот состав хорош тем, что легко справляется с задачей впитывания воды после ливней. Также будут использоваться новые типы травяного покрытия, состоящие в основном из многолетних культур — овсяницы и пастбищного райграса. Они тоже будут применяться для обновления полей. Эти составы помогут уменьшить эрозию, вынос почвы и нейтрализовать загрязнения, при этом использовать вспашку будет необязательно.

Источник: Journal of Soil Science and Environmental Management, USGA Turfgrass and Environmental Research Online

Биомедицинское использование рыбного желатина
Исследования в области сельского хозяйства все чаще становятся интересны медицине. Например, недавно ученые обнаружили, что натуральный желатин, добываемый из морской рыбы Аляскинская сайда, может использоваться в биомедицинских целях. Химик Министерства сельского хозяйства США Бор-Сен Чиу (Bor-Sen Chiou) разрабатывает прочные, но пластичные листы, известные как пленки или мембраны, которые могут быть сделаны из смеси желатина, рыбной кожи и биопластика, называемого полилактозной кислотой (PLA) и производимого из ферментированного кукурузного сахара.

Пленки могут быть пригодны для коммерческого использования в лабораториях по искусственному воспроизведению тканей — с их помощью смогут производить полусинтетические ткани для восстановления поврежденных костей или хрящей. Это поможет в разы ускорить выздоровление пациентов.

Чиу тестирует экспериментальные пленки в своей лаборатории, используя электроспиннинг — «сплетение» вместе желатина и полилактозной кислоты. В итоге они формируют тонкие субмикроскопические нити. При собирании эти нанонити образуют листы молочно-белой пленки или мембраны.

Предполагается, что такие пленки могут быть осеменены культурами человеческих клеток. Нити могут служить наноматериалом, на котором будут воспроизводиться клетки. После этого ткань из размножившихся клеток может быть использована как трансплантат. Также считается, что подобные мембраны не должны вызывать аллергических реакций. Некоторые имплантанты, сделанные из PLA, уже используются в медицине.

Источник: www.ars.usda.gov

Избавление рыбы от ихтиофтириоза

Сульфат меди оказался эффективным средством против заболевания «манка» (Ichthyophthirius multifiliis). Оно вызывается паразитом-инфузорией Cryptocaryon (ихтиофтириоз). Водный токсиколог Дэвид Страус (David Straus) из Центра сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США исследовал использование сульфата меди как метод контроля ихтиофтириоза у сомов и грибка Saprolegnia в икре этих рыб.

Ихтиофтириоз считается самым распространенным паразитом у декоративных и промысловых рыб. Он может уничтожить всю рыбу в пруду или канале для ее разведения. Подсчитано, что ихтиофтириоз нанес сектору разведения сомов США урон в $1,2 млн в 2003 году. Пресноводный гриб Saprolegnia, другой распространенный патоген, убивает икринки и проникает в раны и повреждения молодых и взрослых рыб.

Дэвид Страус обнаружил, что сульфат меди эффективно лечит как от ихтиофтириоза, так и от Saprolegnia. Согласно исследованиям ученого, сульфат меди — единственное практическое средство для контроля ихтиофтириоза в прудах размером 4 га. Его легко использовать, он эффективный и недорогой. Современные разрешенные вещества против грибов на икре, такие как формалин и пероксид водорода, гораздо дороже. К тому же они оба опасны для человека и требуют особых условий хранения.

Источник: Agricultural Research magazine

Средство от картофельной гнили

Исследователи британского Института биотехнологий и биологических наук (Biotechnology and Biological Sciences Research Council) сделали открытие, которое может привести к значительному сдвигу в селекции и вызвать устойчивость к поздней картофельной гнили. Это заболевание приносит ежегодные убытки фермерам во всем мире в £5-6 млрд, подсчитали ученые.

Профессор Университета Данди (University of Dundee) Пол Берч (Paul Birch) и его коллеги из Шотландского исследовательского института сельскохозяйственных растений (SCRI) и Университета Абердина (University of Aberdeen) разработали новый подход к селекции, помогающий устойчивости организма к Phytophthora infestans, который вызывает гниль.

Как замечает профессор, в прошлом ученые пытались вывести устойчивые сорта к поздней плесени, идентифицируя растения, которые выживали после заражения и могли передавать устойчивость будущим поколениям. По его мнению, такой подход медленный, ресурсозатратный и требует определенной удачи. К тому же устойчивость этих растений была преодолена паразитом из-за его большой изменчивости в природе, заключает Берч. Но теперь благодаря его изобретению можно использовать генетический анализ для селекции идентифицированных растений, которые будут передавать устойчивость к инфекции по наследству.

Изучая взаимодействия между Phytophthora infestans и растениями картофеля, группа специалистов обнаружила протеины, которые вырабатываются патогеном и способствуют заражению. Таким образом, считают ученые, они смогли найти способ, с помощью которого Phytophthora infestans не смогут справиться с защитными механизмами растения. Теперь селекционерам достаточно посмотреть на его генотип и определить, будет ли он устойчив к поздней гнили.

Источник: ScienceDaily.com

Раскрыт механизм устойчивости растений к атакам насекомых

Многие растения вырабатывают летучие вещества в ответ на атаки насекомых. Они могут быть как защитой, так и приманкой для врагов. Исследователи их Виргинского политехнического института, Университета штата Мичиган и Геттингенского университета имени Георга-Августа (Georg-August-University Göttingen) выяснили, как растения производят эти защитные вещества.

Ученые сосредоточились на формировании двух летучих веществ — 4,8-диметилнона-1,3,7-триен (DMNT) и 4,8,12-триметилтридека-1,3,7,11-тетраен (TMTT). Они обнаружили, что формирование обоих веществ побуждается одним и тем же энзимом P450, принадлежащим к семье энзимов, которые инициируют окисление органических веществ у большинства растений, животных и бактерий. У растений этот энзим активируется атакой насекомых.

Эти летучие вещества могут включать механизмы защиты и у неатакованных растений. Ученые полагают, что это делает возможным применять эти вещества для активации защиты на всем поле. По их мнению, открытие самого действия энзима позволит в будущем использовать его в биологических пестицидах.

Источник: Proceedings of the National Academy of Sciences, ScienceDaily.com

Контроль рождаемости на полях ГМ-растений

Использование пестицидов как части программы контроля рождаемости насекомых может помочь избавиться от них, считают специалисты университета Аризоны. Новый метод совмещает посев устойчивого к насекомым хлопка и выпуск большого количества стерильных насекомых. Это позволило практически полностью избавиться от самого опасного вредителя хлопка в Аризоне — хлопковой моли (Pectinophora gossypiella). Впервые она была обнаружена в США в 1917 году. Тогда она опустошила хлопковые поля штата.

Прогресса в борьбе с вредителем удалось достичь в 1996 году, когда впервые представили генетически модифицированный хлопок с геном устойчивости, переданным от бактерии Bacillus thuringensis. От нее новый сорт получил протеин, который убивал вредителей. Но сорт уничтожал не всех насекомых, а только отдельные виды. Моль, которая пыталась есть хлопок, умирала еще до того, как становилась взрослой, и, следовательно, не размножалась. Это дало фермерам передышку, но не надолго. Уже сейчас появились устойчивые формы хлопковой моли.

Предполагалось, что устойчивые формы не будут преобладать, однако остается шанс, что без должного баланса и постоянного выпуска стерильных форм насекомых они станут большинством. Поэтому, считают ученые, надо блокировать размножение и диких форм. Сама методика выпуска стерильных насекомых не нова, но она впервые используется на генетически модифицированных растениях.

После запуска аризонской программы в 2006 году популяции хлопковой моли резки сократились. В 2009 году только две личинки были найдены в 16 600 хлопковых растений не ГМ-сортов. С 2005 по 2009 год заражение сократилось на 99,9%. Параллельно опрыскивание инсектицидами упало до исторически низкого уровня. С 1990 по 1995 год фермеры, выращивающие хлопок, тратили $18 млн/год на борьбу с хлопковой молью. Теперь затраты упали до $172 тыс./год. Столько в среднем тратили с 2006 по 2009 год. По сравнению с 1995-м затраты фермеров на инсектициды против всех хлопковых вредителей, включая тех, которых не убивает ГМ-хлопок, сократились на 88%, и производители сэкономили $200 млн с 1996 по 2009 год.

Источник: Nature Biotechnology, ScienceDaily.com