О проекте
Разработка инновационных биопрепаратов для сельского хозяйства
Разрабатываемые биопрепараты предназначены для управления продукционным процессом и направленной биофортификации овощных культур (капуста, морковь, свекла, лук) микроэлементами (Se, I, Zn) и витаминами (С, аскорбиген, бета-каротин, К, бетаин), а также для их защиты от болезней и стрессовых факторов. Решение сочетает иммобилизацию отобранных штаммов микроорганизмов на биочаре или других сорбентах с дополнительным применением наночастиц для контролируемой доставки микроэлементов.
Отбор микроорганизмов будет проводиться по единому плану для оценки сразу пяти групп свойств:
- Биофортификационные по микроэлементам — эффективность солюбилизации и мобилизации питательных веществ и микроэлементов из почвы (например, за счет производства сидерофоров, органических кислот и ферментов)
- Биофортификационные по витаминам — эффективность активации в растениях метаболических путей, ведущих к синтезу витаминов (A, B, C, E) и аминокислот
- Фитостостимулирующие и антистрессовые — стимуляция роста растений и антиоксидантная активность
- Противовирусные, фунгицидные, антибактериальные — защищающие от болезней
- Биоремедиационные — деградация устойчивых загрязнителей, таких как стероидные гормоны, антибиотики и гербициды (в том числе, триазины, хлорсульфуроны и ацетамиды)
Инновационный биопрепарат — это сочетание новых микроорганизмов с полезными свойствами и наночастиц, а также новых химических удобрений, иммобилизованных на биоугле, — в таком комбинированном виде на рынке ему нет аналогов.
Современное сельское хозяйство сталкивается с парадоксом: несмотря на внесение удобрений, до 40 % растений испытывают «скрытый голод» — дефицит доступных микроэлементов (цинк, селен, кобальт и др.). Это снижает урожайность, питательную ценность продукции и устойчивость культур к болезням. Традиционные решения — хелатные удобрения — эффективны, но дороги и оказывают кратковременное действие.
Решение — комплексный синергетический биопрепарат: создается не просто удобрение, а интеллектуальная платформа доставки питательных веществ, которая имитирует и усиливает природные процессы, защищает от болезней.
Как это работает: тройное действие платформы
- Микроорганизмы – «живые инженеры»: Штаммы-мобилизаторы переводят связанные в почве микроэлементы в доступную для растений форму, синтезируют фитогормоны и витамины, стимулируя рост корневой системы и растения в целом.
- Наночастицы – «точные курьеры»: наноразмерные оболочки из биоразлагаемых полимеров обеспечивают контролируемое высвобождение элементов прямо в корневую зону, защищая их от вымывания и связывания в почве. Это повышает биодоступность в 3-5 раз по сравнению с обычными солями.
- Биоуголь – «умный носитель»: поры биоугля служат идеальным защищенным «микродомом» для бактерий, оберегая их от высыхания, ультрафиолета и патогенов. Одновременно биоуголь удерживает влагу и питательные вещества, создавая стабильную благоприятную среду и продлевая жизнь консорциума с нескольких недель до всего сезона.
- Синергетический эффект: биоуголь защищает и сохраняет микроорганизмы. Микроорганизмы колонизируют корни и мобилизуют питание. Наночастицы непрерывно «подкармливают» этот симбиоз. В результате возникает самоподдерживающаяся микроэкосистема в ризосфере растения.
Результаты
Биопрепараты с целевыми микроэлементами и питательными веществами.
Внедрение
Потенциальными потребителями станут крупные и средние сельскохозяйственные предприятия (агрохолдинги, КФХ и др.), фермерские хозяйства, ориентированные на производство овощной продукции с повышенной питательной ценностью (функциональные продукты). Заключено соглашение с Центром инноваций АО «Апатит» (ГК «ФосАгро»), есть предварительное согласование о партнерстве с АО «Щелково Агрохим».
Конкурентные преимущества биопрепарата:
- Обладает комплексным действием
- Экологически безопасен, снижает нагрузку химического стресса
- Высокоэффективен, так как таргетированно доставляет микроэлементы в ткани и органы растений
- Предназначен для закрытого и открытого грунта
- Имеет среднюю стоимость на рынке биопрепаратов
Традиционно известные овощи (капуста, морковь, свекла, лук) станут не просто вкусными, но и более полезными, насыщенными витаминами и микроэлементами.
Дополнительная информация
Проект интегрирован с образовательной повесткой: магистерскими программами, курсами дополнительного профессионального образования, работой студенческих проектных команд, а также включен в программу студенческого научного общества кафедры биотехнологии.
«Наш проект решает одну из важнейших проблем современного российского общества — скрытый дефицит в питании населения, который, по нашим оценкам, достигает 20-25%. Это происходит потому, что в рационе многих людей наблюдается дисбаланс между поступающей энергией и жизненно важными макро- и микроэлементами. Мы видим, что в продуктах растениеводства исходно низкое содержание таких ключевых веществ, как селен, цинк, йод, магний, витамины С и А, каротиноиды, а также ценных биологически активных соединений, таких как ликопин и бетаин. Переход к функциональному питанию — это не просто модный тренд, это необходимость. Но он возможен только при условии перехода к качественно новому уровню агротехнологий, которые будут учитывать дополнительные элементы в системе возделывания сельскохозяйственных культур. Контроль за этими элементами и их эффективное внедрение могут быть осуществлены только посредством применения экологически безопасных и высокоэффективных биопрепаратов». Юлия БатаеваПрофессор кафедры биотехнологии