Выявлять почвы, загрязненные препаратами для уничтожения сорняков, позволит способ, созданный в СГУ. По мнению исследователей, разработка дает возможность проверять "безопасность" земли в полевых условиях. Результаты представлены в Biosensors.

Средства, используемые для подавления роста сорняков (гербициды), несут опасность не только для почвенных микробов и грибков, но и для здоровья человека, а также для культурных растений, которые будут посажены в почву в следующем сезоне, – рассказали в Саратовском национальном исследовательском государственном университете имени Н. Г. Чернышевского (СГУ). Время полуразложения гербицидов группы имидазолинонов под воздействием света в грунте составляет от 20 до 500 дней и зависит от состава химиката и типа почвы.

"Однако экстремальные условия (засуха или переувлажнение почвы, изменение ее кислотности) значительно усиливают негативное воздействие имидазолинонов на окружающую среду. Это может привести к замедлению цикла развития некоторых культур, последующему снижению урожайности и экономическому ущербу для агрорегионов", — рассказала одна из авторов работы, профессор кафедры общей и неорганической химии СГУ Наталья Бурмистрова.

Она добавила, что наибольшую опасность такие гербициды представляют для растений, высаживаемых после подсолнечника.

Ученые университета предложили новый способ выявления "опасных" концентраций имидазолинонов в почве, который может применяться как в лаборатории, так и в полевых условиях. Принцип работы построен на использовании белков с "отпечатками", точно соответствующими строению молекул гербицида.

"Для того, чтобы проверить наличие в почве имидазолинонов, вам понадобятся пластиковый планшет, смартфон с камерой и ультрафиолетовая лампа. Отбираете почву в емкость, заливаете водой и интенсивно встряхиваете в течение определенного времени. Затем ставите банку отстояться, и капаете в лунку планшета несколько капель получившейся жидкости. Сливаете ее и добавляете новую порцию воды и специальный реактив, после этого надо немного подождать. Если у содержимого лунки появляется зеленая окраска, то имидазолинона, скорее всего, в почве совсем мало", — объяснила Бурмистрова.

Чем менее насыщенной будет зеленая окраска, тем больше почва загрязнена гербицидами: если пользователь хочет получить примерную оценку в цифрах, он может измерить "зеленость" с помощью камеры в телефоне, добавила она.

"Дело в том, что на первом этапе из почвы выделяются молекулы гербицида – они остаются в воде после оседания почвы в емкости. Белок с "отпечатком" в лунке "выхватывает" из раствора эти молекулы и "крепко держит", пока вы меняете воду в лунке. Когда вода чистая, планшет немного нагревается — молекулы "выплывают" обратно в раствор. Далее добавляются квантовые точки — наночастицы, которые светятся зеленым под воздействием ультрафиолета. Присутствие гербицида будет тушить зеленый свет", — пояснила Бурмистрова.

То же можно провести и в лаборатории экологического контроля: новый способ не требует особого специализированного оборудования, добавили авторы. В любом случае при проведении анализа необходима аккуратность, если частицы почвы попадут в лунку, то тушение зеленого света будут вызывать другие органические вещества из ее состава.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант №24–23–00519) и согласуется со стратегическими целями в рамках федеральной программы "Приоритет-2030".