Применение наночастиц при проращивании семян

Наночастицы, благодаря своему малому размеру, исчисляемому в нанометрах, легко проникают в клетки животных и человека, чуть труднее в клетки растений по причине их прочной, твёрдой клеточной стенки. Не так давно ученые задались еще одним вопросом: могут ли наночастицы проникать в семена растений, оболочка которых еще более толстая? Исследователи отмечают, что семена некоторых видов растений способны накапливать тяжелые металлы, такие как барий или свинец. На основании этого существует предположение, что некоторые наноразмерные частицы будут также проникать сквозь оболочку семян и влиять на их прорастание. Для участия в эксперименте (работа американских учёных по воздействию наночастиц на семена растений) были использованы семена самого миниатюрного сорта помидор Micro-Tom, а в качестве объектов исследования многостенные углеродные нанотрубки. Стерильные семена высевали на твёрдую питательную среду с содержанием 10, 20, 40 мкг/мл нанотрубок. В контрольной группе семена росли в такой же среде, только без добавления наночастиц. Уже на 3-ий день на средах с нанотрубками проросло более 30% семян. Здесь проростки быстрее набирали биомассу и имели большую длину побегов в отличие от растений контрольной группы: там подобные показатели были достигнуты только к 12-му дню. Наличие нанотрубок внутри семян было показано при помощи рамановской спектроскопии. В клетках корня при помощи микрофотографии корневой системы проростков также были обнаружены нанотрубки.

Одним из объяснений подобного факта стало то, что нанотрубки, проникая сквозь оболочку семян, облегчают поступление воды к зародышу. Для проверки этого семена высушивали при t 250°С в течение 2 часов и затем определяли изменение массы. Как оказалось: в сухих семенах до высевания на среду содержание влаги составило 18,4%, в выдержанных два дня в питательной среде 38,9% влаги. В семенах же, высаженных на среду с нанотрубками, было обнаружено 57,6% жидкости. Таким образом, ученым удалось доказать, что нанотрубки, накопление воды и прорастание семян связаны между собой. Ученые надеются, что данная работа (опубликована в ACS Nano) носит не только фундаментальный характер, но и будет иметь практическое значение для сельского хозяйства.

Применение нанотехнологий при хранении плодоовощной продукции

Примером использовании ненотехнологий при хранении плодоовощной продукции служит облучение растений когерентным светом.

Яблоки двух сортов Антоновка обыкновенная и Синап северный обрабатывали квазимонохроматическим светом с высокой и низкой когерентностью. Высококогерентное излучение с шириной спектральной линии менее 1 нм получено с помощью гелийнеонового лазера.

Источником низкокогерентного излучения служила лампа накаливания с системой светофильтров, вырезающих спектральную полосу шириной 5080 нм с максимумом на длине волны генерации лазера (633 нм). Установлено, что лазерное облучение в течение 20 с снизило поражение яблок как гнилью, так и загаром. Причем в большей степени это проявилось на физиологическом нарушении загаре.

Через 190 дней хранения эта патология встречалась в 3 раза реже, чем среди необлученных плодов. Исследования, проведенные под руководством академика Россельхозакадемии И. Ф. Бородина, позволяют сделать вывод, что когерентность света является важным параметром рабочего органа оборудования лазерных агротехнологий. Для достижения наибольшего биологического эффекта ширина спектральной линии не должна превосходить 2030 нм. Это условие является необходимым не только при обработке плодов, но и других растительных организмов, что позволяет относить процессы облучения высококогерентным, в частности, лазерным светом к категории нанотехнологий.