В Саратове создали экспресс-тест для проверки "безопасности" почвы перед посадками

Ученые из Саратовского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского разработали новый способ обнаружения загрязнения почвы гербицидами, предназначенными для уничтожения сорняков. По их мнению, эта технология позволяет оперативно и просто проверять безопасность земли прямо в полевых условиях. Основные результаты исследования были опубликованы в журнале Biosensors.

Гербициды, используемые для подавления роста сорняков, представляют опасность не только для почвенных организмов, таких как микробы и грибы, но и могут негативно повлиять на здоровье человека и культурные растения, которые высаживаются после применения этих средств. Время разложения гербицидов-имидазолинонов в почве может варьироваться от 20 до 500 дней, в зависимости от состава химиката и типа почвы.

По словам профессора кафедры общей и неорганической химии СГУ Натальи Бурмистровой, экстремальные условия окружающей среды — такие как засуха, переувлажнение или изменения кислотности почвы — могут существенно усилить негативное воздействие гербицидов. Это способно замедлить рост культурных растений, снизить урожайность и нанести экономический ущерб аграрным регионам. Особенно чувствительны к остаткам этих веществ культуры, высаживаемые после подсолнечника.

Разработанный учеными метод позволяет выявлять опасные концентрации гербицидов в почве как в лабораториях, так и на месте. В основе технологии лежит использование белков с молекулярными "отпечатками", которые соответствуют структуре определенного гербицида.

Для анализа достаточно взять пробу почвы, поместить ее в емкость с водой и тщательно встряхнуть. После отстаивания несколько капель жидкости добавляются в специальные лунки пластикового планшета. Затем добавляется новая порция воды и специальный реактив. Через некоторое время по окраске содержимого можно судить о наличии гербицидов: если лунка окрашивается в зеленый, значит, концентрация опасного вещества низкая. Чем бледнее зеленый цвет, тем выше уровень загрязнения. Оценить интенсивность окраски можно с помощью обычной камеры смартфона.

Методика предусматривает последовательную экстракцию гербицида из почвы водой, с последующим связыванием молекул вещества "отпечатанным" белком. После очистки лунки и нагревания планшета молекулы гербицида возвращаются в раствор, куда затем добавляются квантовые точки — светящиеся наночастицы, которые под ультрафиолетом светятся зелёным. Если в образце присутствует гербицид, он подавляет свечение — это и позволяет судить о степени загрязнения.

Этот способ не требует специального сложного оборудования и может использоваться для экспресс-анализа в лабораториях экологического контроля. Однако, как отмечают авторы, важно избегать попадания частиц почвы в лунку для исключения ложных результатов, поскольку органические вещества самой почвы также могут влиять на свечение.

Исследование было выполнено при поддержке Российского научного фонда и включено в стратегические направления федеральной программы "Приоритет-2030".