Как работает Наноплант

Актуальность применения современных высокоэффективных форм микроудобрений обусловлена тем, что биологический потенциал растений при выращивании сельскохозяйственной продукции используется далеко не полностью. Одна из причин – потери от стрессовых факторов (неблагоприятных погодных и почвенных условий, болезней).

Энергия роста, всхожесть, развитие растений, урожайность, антистрессовая устойчивость зависит от активности комплекса металлозависимых ферментов, синтез которых невозможен без микроэлементов. Ферменты – это катализаторы биохимических реакций в растении. Своеобразные «спички», без которых не загорается «костер» реакции.

В ИФОХ НАН Беларуси разработана технология синтеза нерастворимых наночастиц микроэлементов в виде соединений, свойственных составу почвы. Наночастицы стабилизированы в структуре водного коллоидного раствора с помощью модифицированных природных полисахаридов. На основании результатов испытаний моно-элементов была составлена смесь с оптимальными концентрациями - препарат Наноплант.

За последние 10 лет в мировой практике традиционные солевые и хелатные формы микроудобрений активно вытесняются более эффективными препаратами нового поколения на основе наночастиц микроэлементов. Наночастицы – это естественная, миллионы лет существующая часть природного мира. Давно известны примеры проявления аномально высокой урожайности в зоне действия вулканических облаках или в верховьях Нила. Ученые разгадали эту природную загадку, установив, что и в облаках, и в иловых донных отложениях действующим веществом являются богатые микроэлементами наночастицы, проявляющие высокую биологическую эффективность.

Современные нанопрепараты позволяют компенсировать дефицит наночастиц и микроэлементов, свойственный бедным почвам. Микроэлементы используются для синтеза металлозависимых ферментов в органеллах клеток. Следовательно, только те элементы, которые проникают внутрь клеток - обеспечивают эффективность. На этом пути есть несколько препятствий.

Первое препятствие – внешняя поверхность листа. Здесь расположен восковой слой, защищающий лист от излишнего испарения.

Однако, для дыхания и испарения листа на его поверхности расположены громадные "ворота" – устьица размером 3-4 мкм (3000-5000 нм). Если опрыскивать растения в благоприятное время (не в жаркий полдень, а утром или вечером, когда устьица открыты), то жидкость баковой смеси быстро (за 1-2 часа) и активно проникает через устьица с поверхности листа в межклеточное пространство.

Межклеточное пространство - это всего лишь накопительный резервуар, в котором не происходит никаких жизненно важных процессов. Основные биохимические фабрики функционируют в органеллах, расположенных в клетках.

Главное препятствие возникает на пути элементов, когда они пытаются проникнуть из межклеточного пространства в клетку.

От губительного действия повышенного солевого фактора клетки надежно защищены липидной мембраной, которая имеет заряд и свободно пропускает лишь нейтральные жировые и белковые соединения. Традиционные солевые и хелатные микроудобрения – растворимы, диссоциируют с образованием заряженных ионов, которые отталкиваются защитной мембраной. В растениях действует механизм транспорта ионов с помощью белков-переносчиков. Но ресурс такого транспорта ограничен. Для достижения эффекта приходится обрабатывать растения избыточным количеством элементов, но лишь небольшая часть из них проникает внутрь клеток.

Наночастицы – это нерастворимые соединения микроэлементов. Они не имеют заряда и не воспринимаются электрически заряженной, гидрофобной защитной мембраной как инородное тело. Размер наночастиц (2-40 нм) меньше размера пор, каналов, плазмодесм мембраны (до 50 нм), что позволяет им сво-бодно проникать через поры к внутриклеточным органеллам. Для достижения высокого эффекта хватает гораздо меньшего количества микроэлементов в виде наночастиц, поскольку их способность проникать в клетки в сотни раз выше, чем у ионов и хелатов.

Ионы могут преодолеть мембрану только с помощью немно-гочисленных транспортных белков своеобразных «шапок- невидимок», позволяющих «спрятать» заряженный ион от защитной мембраны. Наночастицы «невидимы» потому, что не заряжены. Они проникают в клетку в большем количестве и запускают в действие гораздо большее количество биохимических фабрик, которые синтезируют ферменты, гормоны роста, аминокислоты, белки и другие жизненно необходимые вещества.