Микрокапсулы с бактериями могут дать злакам азот без синтетических удобрений
Учёные разработали микрокапсулы с азотфиксирующими бактериями, способные снабжать злаковые культуры доступным азотом без применения синтетических удобрений. Исследование, опубликованное в августе 2026 года, вдохновлено тем, как клубеньковые бактерии работают в корнях бобовых — одним из наиболее эффективных природных агрономических механизмов.
Проблема: злаки лишены природного азотного симбиоза
Бобовые культуры — горох, соя, чечевица — обладают уникальной способностью создавать симбиоз с бактериями-ризобиями, которые поселяются в специальных образованиях на корнях — клубеньках — и фиксируют атмосферный азот, переводя его в форму, усвояемую растением. Злаки — пшеница, рис, кукуруза, ячмень — такого симбиоза не имеют и полностью зависят от азота почвы или синтетических удобрений.
Производство азотных удобрений — процесс Габера-Боша — потребляет около 1–2% мировой энергии и выделяет значительное количество CO₂. Кроме того, избыток удобрений вымывается в водоёмы, вызывая эвтрофикацию. Биологическая альтернатива давно считается «священным граалем» агрономии, но попытки наладить азотную фиксацию у злаков до сих пор не давали результатов, достаточных для практического применения.
Решение: защищённые микрокапсулы
Авторы нового исследования решили проблему иначе: не встраивать симбиоз внутрь растения, а создать искусственную защитную среду для бактерий прямо в ризосфере — прикорневой зоне почвы.
Микрокапсулы из биоразлагаемого полимера содержат живые культуры диазотрофных бактерий — организмов, способных фиксировать атмосферный азот. Полимерная оболочка:
— защищает бактерии от высыхания и колебаний pH почвы; — регулирует поступление кислорода — его избыток разрушает нитрогеназу, ключевой фермент азотфиксации; — обеспечивает медленное высвобождение фиксированного азота в ризосферу.
В лабораторных экспериментах с пшеницей и ячменём растения, обработанные микрокапсулами, демонстрировали достоверно более высокое содержание азота в тканях и прибавку биомассы по сравнению с контрольными группами без капсул.
Перспективы и ограничения
Технология находится на стадии лабораторных испытаний. Авторы подчёркивают, что полная замена минеральных удобрений биологической фиксацией даже при оптимальных условиях потребует разработки специализированных штаммов бактерий, адаптированных к конкретным почвенным и климатическим условиям.
Тем не менее даже частичное замещение — например, снижение доз азотных удобрений на 20–30% — имело бы значительный экологический и экономический эффект, особенно для малых фермерских хозяйств в развивающихся странах, где химические удобрения составляют значительную долю затрат.
Следующий шаг — полевые испытания в нескольких климатических зонах, которые позволят оценить эффективность микрокапсул в реальных агрономических условиях.
Материал подготовлен на основе данных агрегатора Phys.org, который не является первичным источником исследования.
Ранее pronedra.ru писал о эффективности точного земледелия.
