坦波夫国立大学的科学家们持续致力于研发新型植物保护剂,这些药物具有高效性且对环境安全。该校的研究项目旨在为创制兼具杀虫和促生长性能的全新纳米结构农药奠定科学方法论基础。基于纳米技术方法的"智能"农药能够长期有效提高害虫种群调控效率,且不会对植物乃至整个农业生态系统产生负面影响。该项目在俄罗斯科学基金会区域资助框架下实施。
项目负责人、生物学副博士、坦波夫国立大学生态与生物技术科教中心主任奥莉加•扎哈罗娃表示:"减轻环境负面负荷是通过生物活性成分的缓释实现的,其工作浓度相比传统类似物可降低数十倍。此外,纳米颗粒可作为有效的抗菌剂,通过非特异性作用机制(如破坏细胞膜、产生活性氧、损伤DNA)克服微生物耐药性。这类药物具有很高的出口潜力。考虑到《坦波夫州至2035年社会经济发展战略》的规定,开发这些药物及其环保生产工艺对于本地区尤为重要。"
新型农药的基础是氧化铜纳米颗粒。它们具有一系列已被证实的抗菌(尤其是杀真菌)特性以及与植物刺激相关的效应,这主要与激活含铜酶有关。初步研究确定了最佳的颗粒尺寸和形状。然而,科学家在配制过程中遇到了问题:颗粒具有明显的疏水特性且聚集不稳定,这给实际应用带来了风险。为解决这一问题,研究人员用基于胍聚合物衍生物的特殊亲水层"包裹"颗粒。这些聚合物本身具有抗菌效果,可补充氧化铜的作用。
新研发成果的有效性已通过实验证实。"智能"农药原型对镰刀菌和链格孢属植物病原真菌以及引起小麦黑腐病的细菌表现出高活性。同时,这些药物对有益土壤微生物——链霉菌是安全的。
此外,对人工感染植株的耐逆基因表达分析表明,经纳米药物处理可通过增强植物自身免疫力来提高抗病性。在甜菜上进行的初步田间试验取得了令人印象深刻的结果:产量提高了一倍以上。对比试验证实,所研发的纳米药物在有效性上超过了用于对比的进口含铜杀菌剂和传统硫酸铜。科学家们计划下一步获得最便捷的农药剂型,并在俄罗斯不同地区进行田间试验,以便随后将研发成果推向市场。
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