Vernalization

[Scyther]

Маленькие академики — большие результаты (Продолжение)
http://www.sbras.info/articles/akademgorodok/malenkie-akademiki-bolshie-rezultaty



Исследование общей токсичности муки и зерна пшеницы


 — А можете рассказать, чем занимаются школьники под вашим научным руководством?
 
— Они занимаются тем же, чем занимаюсь я. Вначале я всегда говорю школьникам примерно так: «Когда вы приходите ко мне на работу, вы автоматически становитесь моими коллегами. Значит, к вам точно такие же высокие требования».
 
Наша работа связана с задачами, которые ставят агрохолдинги: это подбор препаратов под конкретную ситуацию и оценка эффективности кормовых добавок. Например, летом на птицефабриках обычно сложно с кондиционированием, а у птиц активный дыхательный обмен веществ, что приводит к отказу их от корма и снижению кондиции тушки. Необходимо сделать так, чтобы при этом птица хотела есть, не лежала всё время, чтобы на прилавке мы получили красивого цыпленка. Мы с ребятами исследовали добавки для снятия теплового стресса, которые позволяли бы активизировать кислородный обмен, и окислительно-восстановительные реакции шли без физиологических потерь для организма. Сначала проводили опыт в виварии на мышах, потом успешно перенесли его на предприятие.
 
Другая проблема: птиц достаточно обильно кормят высокоэнергетическими кормами, и из-за этого у них наблюдаются изменения в печени, возникает проблема ее жирового перерождения. Для школьников я сравниваю это с ситуацией, когда ребенок постоянно ест фастфуд. Одна из моих учениц, Алина Никифорова, изучала способность витамина B4, полученного из растительного сырья, предотвращать развитие ожирения у птиц. Мы провели эксперимент на цыплятах, получили хорошие результаты. Информацию о такой работе всегда предоставляем аграрным холдингам, которые с большим интересом следят за подобными исследованиями и при необходимости используют их в своей технологии выращивания.
 
Еще одна школьница, Алина Иванова, по заданию небольших фермерских хозяйств работала над средством борьбы с крысами. Сложность задачи заключалась в том, что в сложившейся крысиной стае определена четкая иерархия, и в большинстве случаев от ядовитых приманок страдают только особи нижнего звена («разведка»). Зная, что крысы склонны к алкоголизму, мы решили это использовать для разрушения их социального строя. Для оценки эффективности такого метода был построен лабиринт с круглосуточным видеонаблюдением. Выяснилось, что спиртосодержащая добавка для них действительно максимально привлекательна. Тогда мы ее оптимизировали: пропитали спиртом специальный полимерный гель, не высыхающий долгое время. На фермерском хозяйстве животных приучали к приманке, а потом добавляли туда отраву, которая достаточно быстро уничтожала крысиное поголовье.
 
У этой работы был и другой интересный аспект. Мы наблюдали не только пристрастие крыс к алкоголю, но и иерархические особенности этих животных. В частности, выяснили, что всегда есть крыса, которая больше предрасположена к спирту, и когда она попадает в группу, еще не знакомую с приманкой, быстро приучает к ней сородичей, особенно молодых.

 — Ребята действительно вам помогают?
 
Да, конечно. Они относятся к исследованиям ответственно, особенно когда видят, что их работа нужна предприятию, если к нам в лабораторию, например, приходят ветеринарные врачи и рассказывают, какие проблемы требуется решить. Кроме того, мы сами посещаем животноводческие хозяйства. Дети понимают, для кого и для чего всё делается.
 
Школьники часто оказывают ощутимую помощь. Например, бывает, что не хватает какого-то оборудования. Чтобы его купить, требуются финансы и время, а нужно обычно всё прямо сейчас. И вот один из ребят сделал для лаборатории прибор, который считывает колонии бактерий в чашках Петри. Раньше нам всё это приходилось считать вручную, а он взял подручные материалы (что-то купили в строительном магазине, что-то было в лаборатории) и смастерил короб, мы приобрели фотоаппарат. Нужно было программное обеспечение, и мы готовы были его заказать, но школьник сам связался с американским колледжем, который специализировался на информатике. Там ребята заинтересовались, и вместе с учителем информатики они написали программу. Для нас это было неожиданностью. В итоге получился готовый продукт, который до сих пор себя очень хорошо показывает. В чем-то работает даже точнее аналогичного оборудования, купленного потом за большие деньги.
 

[Scyther]

Маленькие академики — большие результаты (Окончание)
http://www.sbras.info/articles/akademgorodok/malenkie-akademiki-bolshie-rezultaty



Счетчик колоний «ОКО»


 — Что дает детям опыт такой работы?
 
— Мне очень нравится в истории с МСХА то, что школьники меняются. Они приходят неподготовленными, боятся подойти к животному, произвести манипуляции. Уборка не всегда вызывает положительные эмоции. Каждый год это повторяется. Но я всегда говорю, что сейчас может быть страшно, неприятно, но потом они получат огромное удовольствие от открытия. И этим удовольствием смогут делиться с большими коллективами, потому что в научном сообществе важно не только получить результат, но и о нем рассказать. В итоге дети заражаются таким энтузиазмом, что хотят продолжить научную работу после поступления в институт и после его окончания. Им легче даются курсовые, они выходят более подготовленными на защиту дипломов.   
 
Наши исследования не ограничиваются поиском новых кормовых добавок. Многие работы учат школьников чему-то полезному не только для сельского хозяйства, но и для них самих. Например, как сказывается длительное употребление жирной пищи на состоянии организма, или как крысы приучаются к алкоголю. Дети невольно задумываются, что так происходит не только у животного, но и у человека, удивляются, делятся информацией с одноклассниками. Это не просто скучное наставление от взрослых, поэтому работает гораздо лучше.


— А если вернуться к тому, что сначала идет с трудом… Например, если нужно, взять анализ крови, школьники сами производят манипуляции с животным?
 
— Да. Мы сами делаем забор крови — конечно, не смертельный, берем небольшое ее количество. У птиц очень удобно расположены кровеносные сосуды под крылом. Конечно же, это страшно. Сначала ребята держат птицу, а я беру кровь, показывая, как это сделать максимально аккуратно, чтобы никоим образом не навредить животному. Мы обязательно используем антисептик и очень тонкую иголку. Потом они сами пробуют. Надо понимать, что те школьники, которые ко мне приходят, это будущие ветеринарные врачи, медики. Впоследствии, так или иначе, их ждет подобный опыт. И необходимо прививать на раннем этапе и уважение к животному, и снижать страх перед ним.
 
Затем учащиеся сами, под моим присмотром, проводят исследования крови на специальном оборудовании, смотрят биохимический статус животного, наблюдают, как изменяется гомеостаз в целом. Часто бывают и неинвазивные манипуляции. Например, когда исследуем динамику роста, взвешиваем птиц и лабораторных животных.
 
— Вы следите за дальнейшей судьбой своих учеников? Они потом идут в науку, в сельское хозяйство?
 
— В большинстве своем мои подопечные еще учатся. А вот, например, у коллеги, старшего научного сотрудника ИЭВСиДВ СФНЦА РАН кандидата ветеринарных наук Вячеслава Юрьевича Коптева, в МСХА занималась Наталья Балыбина. Она со школьной скамьи чуть ли не каждый день сюда ходила, очень много работ провела, выступала на конкурсах, затем поступила на факультет естественных наук в Новосибирский государственный университет, занимается серьезно наукой. Она к нам вернулась и продолжает научную деятельность в институте.
 
Другая выпускница Вячеслава Коптева, Александра Ляхова, закончила ветфак Новосибирского государственного аграрного университета. Сейчас она работает на предприятии «Сибирская Нива» холдинга «ЭкоНива» в Маслянинском районе, защитила кандидатскую диссертацию. Благодаря ей мы запустили пилотный проект «Открытая научно-практическая школа для старшеклассников» с агротехноклассом школы № 1 в Маслянине, который она курирует. Ребята из области делают работы по микробиологии и биохимии. Они приезжают в ИЭВСиДВ СФНЦА РАН раз в два-три месяца, мы читаем лекции, проводим практические занятия, даем задания, по которым они уже у себя делают исследования (работают на «ЭкоНиве» с крупным рогатым скотом). Затем уже сюда школьники привозят материал, обычно кровь или сыворотку, и мы исследуем его вместе.
 
Те, кто занимается у меня, часто становятся ветеринарами. Возможно, их вдохновляют эксперименты, которые мы проводим, наблюдения, как добавки способствуют росту и здоровью птиц, крупного рогатого скота. Часть выпускников специализируются на биотехнологиях, связанных с защитой и разведением животных. Кто-то поступает в мединститут, ведь ветеринария и медицина — это смежные направления. Многие продолжают заниматься наукой, в том числе возвращаются, так или иначе, к нам.

[Scyther]

Лечение пшеницы электронами
https://scientificrussia.ru/articles/lechenie-pshenitsy-elektronami



Эксперименты ученых Томского политехнического университета показали, что обработка импульсными электронными пучками помогает обеззараживать семена пшеницы от патогенных грибов, некоторые виды которых могут вырабатывать опасные для человека микотоксины. Кроме того, такая обработка влияет на всхожесть семян.

Полученные данные смогут помочь внедрению мобильных электронных ускорителей в сельское хозяйство. Исследование проводится при поддержке Российского научного фонда (№ 18-79-00261).

Традиционно для сохранения качества продуктов и борьбы с вредными для человека микроорганизмами используются охлаждение, заморозка, пастеризация, консервирование и сушка. Однако эти методы иногда вызывают необратимые изменения в продуктах. Например, термическая обработка при высоких температурах приводит к образованию нежелательных гетероциклических кольцевых и канцерогенных соединений. В качестве альтернативы в разных странах разрабатывают технологии обработки продуктов сельского хозяйства, в том числе зерновых культур, с помощью ионизирующего излучения. Один из перспективных вариантов — использование электронных пучков. Для обработки электронными пучками могут быть использованы установки разного типа, но самый перспективный, считают ученые ТПУ, — мобильные импульсные ускорители. Они более безопасны по сравнению с традиционными источниками ионизирующего излучения на основе изотопов — ускоритель можно быстро выключить. Кроме того, они компактнее, чем непрерывные ускорители электронов того же класса напряжения.

«На технологии обеззараживания зерна с использованием мобильных электронных ускорителей есть высокий потенциальный спрос. Например, их активно разрабатывают и применяют в Германии. Поэтому, имея большой опыт и научный задел в импульсной ускорительной технике, мы решили взяться за эту проблему», — говорит заведующий лабораторией импульсно-пучковых, электроразрядных и плазменных технологий ТПУ Геннадий Ремнев.

Исследователи провели серию экспериментов на импульсном электронном ускорителе АСТРА-М. Он генерирует короткие по длительности (меньше микросекунды) пучки электронов, которые тем не менее обладают достаточной энергией, чтобы вызвать гибель микроорганизмов. Обработка приводит лишь к незначительному повышению температуры продукта. Важно, что при этом не используются радиоактивные материалы и не производится их наработка.

«Исследование носит поисковый характер, однако полученные данные позволят говорить о дальнейшем внедрении именно импульсных ускорителей в сельское хозяйство и пищевую промышленность. Мы усовершенствовали методику измерения поглощенной дозы в семенах, что позволит проводить обработку импульсным электронным пучком с минимальными эффективными дозами», — отмечает научный сотрудник лаборатории Иван Егоров.

В ходе экспериментов исследователи выявили зависимости основных показателей посевных качеств семян пшеницы от дозы и кинетической энергии электронов.

«Нас интересовали такие характеристики, как всхожесть, энергия прорастания и степень зараженности патогенными грибами. Мы нашли режим облучения, при котором наблюдался дезинфицирующий эффект с сохранением энергии прорастания и всхожести семян. Данные показатели имеют решающее значение для их дальнейшего испольования для посева», — добавляет участник научной группы, инженер-исследователь Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Асемгуль Исемберлинова.

[Scyther]

Через три года каждый десятый комбайн в России будет беспилотным
https://hightech.fm/2020/06/04/cognitive-pilot-combine



Через три года каждый десятый комбайн в России будет беспилотным. Технология, разработанная компаниями «ЭкоНива» и Cognitive Pilot, позволит установить искусственный интеллект на уже используемые комбайны, — и сделать их автономными. Об этом Хайтеку рассказали в Cognitive Pilot.

Разработкой системы искусственного интеллекта занималась Cognitive Pilot. Она позволяет детектировать на пути техники неожиданно возникающие препятствия, включая людей, животных, металлические предметы и камни, а также работать на территориях со слабым спутниковым сигналом.

Соглашение, подписанное Cognitive Pilot с «ЭкоНива», крупнейшим в России партнером производителя сельхозтехники John Deer, предполагает оснащение 10 тыс. комбайнов производителя, работающих в 35 регионах страны, искусственным интеллектом в ближайшие три года. Это около одной десятой от всех работающих в России комбайнов, отмечают в компаниях.

Ольга Ускова, генеральный директор Cognitive Pilot:
«Столь масштабная сервисная работа по обслуживанию комбайнов на такой большой территории позволит «ЭкоНиве» и Cognitive Pilot собрать самую полную в мире базу данных видеоизображений для дальнейшего обучения нейронных систем, которые уже используются на комбайнах не только в России, но и в США, Латинской Америке, Китае и других странах»

[Scyther]

Ученые Самарского университета применили космические технологии для создания умной дождевальной машины
https://scientificrussia.ru/articles/uchenye-samarskogo-universiteta-primenili-kosmicheskie-tehnologii-dlya-sozdaniya-umnoj-dozhdevalnoj-mashiny



Специалисты Самарского университета разработали систему управления для умной дождевальной машины. Благодаря этой системе мобильный агромелиоративный комплекс способен во время движения по полю самостоятельно анализировать состояние почвы, оценивая степень ее влажности и наличия необходимых минеральных удобрений. В зависимости от полученных данных дождевальная машина сама регулирует интенсивность полива и внесения удобрений, сообщает пресс-служба вуза.

В настоящее время существует технология определения относительной влажности почвы по анализу гиперспектральных изображений в SWIR диапазоне (коротковолновом инфракрасном диапазоне). Однако при этой технологии съемка осуществляется, в основном, со спутника, поскольку из-за высокой стоимости матриц SWIR диапазона установка их в наземные устройства экономически нецелесообразна. Таким образом, получить оперативно данные видеосъемки невозможно. Поэтому ученые Самарского университета предложили установить разработанный в Самарском университете компактный изображающий гиперспектрометр весом всего 1 кг непосредственно на поливальную машину, а вместо дорогостоящих матриц SWIR диапазона использовать обычные ПЗС-матрицы (светочувствительные матрицы для видимого света).

Основой для создания такого гиперспектрометра стала оптическая схема с телескопической системой и сложной дифракционной решеткой, позволяющая собирать гиперспектральное изображение местности с 20-40 спектральными слоями.

Проект создания системы управления работой дождевальной машины реализован по заказу Российского научно-исследовательского института проблем мелиорации РАН (РосНИИПМ РАН) совместно с учеными Института систем обработки изображений — филиала ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН (ИСОИ РАН). Разработанная система включает в себя компактный изображающий гиперспектрометр с датчиками, бортовой компьютер со специальным программным обеспечением и контроллер для переключения форсунок на дождевальной машине.

"Гиперспектральные датчики определяют влажность участков почвы или содержание в почве определенных химических веществ и подают сигналы бортовому компьютеру, который через контроллеры управляет форсунками. Это первый подобный агромелиоративный комплекс в мире, аналогов нет", — рассказал один из разработчиков, ведущий сотрудник ИСОИ РАН, профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета Роман Скиданов.

По его словам, стоимость комплекта системы управления составит около 20 тысяч рублей на один агромелиоративный комплекс. Согласно данным РосНИИПМ, применение подобного адресного полива и внесения удобрений может повысить урожайность в среднем на 25-30% в зависимости от сельскохозяйственной культуры. "Думаю, что такая адресная система полива и внесения удобрений будет востребована как в нашей стране, так и за рубежом", — отметил Скиданов.

[Scyther]

Ученые «сделали рентген» лилейнику с помощью синхротрона
http://www.sbras.info/news/uchenye-sdelali-rentgen-lileiniku-s-pomoshchyu-sinkhrotrona

Специалисты Центрального сибирского ботанического сада СО РАН и Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН провели сравнительный анализ элементного состава двух сортов растения Hemerocallis hybrida, более известного как лилейник. С высокой точностью ученым впервые удалось определить содержание химических элементов в листьях и корневищах этого растения. Исследования проводились в Центре коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН методом рентгенофлуоресцентного анализа с использованием синхротронного излучения (РФА СИ). Результаты опубликованы в журнале «Химия растительного сырья».

 «В более ранних работах, проведенных также совместно с коллегами из ИХКГ и ИЯФ СО РАН, методом РФА СИ мы изучали элементный состав в почвах и растениях Hemerocallis hybrida hort., произрастающих в Новосибирской области в местах с разным уровнем промышленно-транспортного загрязнения, — рассказывает старший научный сотрудник ЦСБС СО РАН доктор биологических наук Людмила Леонидовна Седельникова. — Мы установили, что сорта Speak to me и Regal Air, использующиеся для озеленения города, накапливают в листьях и корневищах избыточную концентрацию основных элементов-загрязнителей, таких как свинец, никель, цинк, железо, титан и хром. Таким образом, они могут являться биоиндекаторами состояния экологической среды. Следующую нашу работу мы посвятили исследованию элементного состава этих же растений, но уже в условиях с благоприятной экологической ситуацией».
 
Целью последующих работ группы ученых стало сравнительное исследование методом РФА СИ содержания химических элементов в листьях и корневищах Hemerocallis hybrida у сортов Regal Air и Speak to me в условиях лесостепной зоны Новосибирской области, выращиваемых на коллекционном участке лаборатории интродукции декоративных растений ЦСБС СО РАН. Данные о концентрации микро- и макроэлементов у лилейника гибридного были получены впервые.
 
«При облучении образца рентгеновским излучением возникает характеристическое флуоресцентное излучение атомов, которое регистрируется энергодисперсионной системой на основе полупроводникового детектора. Получаемый при этом спектр содержит пики, характеризующие наличие определенных элементов в образце, — рассказывает научный сотрудник ИХКГ СО РАН Ольга Васильевна Чанкина. — Идентификация элементов производится путем сравнения энергии пиков в спектре с табличными значениями энергии характеристического рентгеновского излучения элементов, а величины этих пиков соответствуют концентрациям этих элементов».
...

[Scyther]

Ученые «сделали рентген» лилейнику с помощью синхротрона (Окончание)
http://www.sbras.info/news/uchenye-sdelali-rentgen-lileiniku-s-pomoshchyu-sinkhrotrona

Специалисты Центрального сибирского ботанического сада СО РАН и Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН провели сравнительный анализ элементного состава двух сортов растения Hemerocallis hybrida, более известного как лилейник. С высокой точностью ученым впервые удалось определить содержание химических элементов в листьях и корневищах этого растения. Исследования проводились в Центре коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН методом рентгенофлуоресцентного анализа с использованием синхротронного излучения (РФА СИ). Результаты опубликованы в журнале «Химия растительного сырья».

...
СИ увеличивает возможности традиционного метода РФА (с использованием стандартных рентгеновских трубок). Интенсивность СИ позволяет сократить время проведения анализа, для эксперимента требуются образцы небольшой массы (0,1—3 мг). Чувствительность метода при этом достигает 10-9—10-7 г/г, благодаря чему значительно снижается предел обнаружения.
 
«Экспериментальная станция “Локальный и сканирующий рентгенофлуоресцентный элементный анализ” ЦКП СЦСТИ, на которой проводились данные работы, постоянно загружена, — рассказывает младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Федор Андреевич Дарьин. — Здесь проводится очень много биологических и экологических, геологических и археологических исследований, мы регулярно работаем с ЦСБС СО РАН. Метод РФА СИ обладает рядом преимуществ, которые и определяют повышенный на него спрос. Благодаря синхротронному излучению мы получаем панорамность и за один раз можем исследовать достаточно большое количество (до двадцати) микроэлементов. Еще одно важное преимущество — хорошая статистика. РФА с возбуждением синхротронным излучением позволяет исследовать содержание элементов с относительными концентрациями от единиц процентов до миллионных долей, то есть если даже какого-то элемента очень мало в образце, мы все равно сможем получить данные о его концентрации».
 
Использование метода РФА СИ позволило впервые определить количественное содержание 22 химических элементов (As, Br, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Rb, Sc, Se, Sr, Ti, Zn, Zr, V, Y, Ca, Fe, K) в вегетативных (листьях и корневищах) органах Hemerocallis hybrida. Концентрация всех элементов в листьях и корневищах растений Speak to me и Regal Air имела предельно-допустимое значение для растительного сырья, применяемого в лекарственных целях. Также анализ показал, что суммарное содержание микроэлементов в 1,5—3 раза выше в органах сорта Regal Air, таким образом была установлена сортоспецифичность количественного содержания химических элементов в вегетативных органах.
 
«В последнее время для исследования элементного состава в биологических объектах все чаще применяются современные методы, в том числе РФА СИ, — говорит Людмила Седельникова. — Метод позволяет достоверно определять содержание элементов независимо от их соотношения в материале без необходимости предварительно озолять пробу, что дает более точные репрезентативные сведения. Наши данные и результаты исследований на других растениях в различных регионах страны свидетельствуют о том, что органы растений накапливают в избыточной концентрации различные элементы-загрязнители. Поэтому озеленение городов играет существенную роль в поддержании здоровья населения».
 
Людмила Седельникова добавила, что лилейники обладают спектром биологически активных (пектиновых, фенольных) и запасных веществ. «Их подземные и надземные органы используются в официальной и народной медицине. Полученные нами данные по предельно-допустимым концентрациям жизненно важных химических элементов у лилейников, произрастающих в чистой среде, возможно, заинтересуют специалистов в других областях науки (например, фармакологии)», — отмечает Людмила Леонидовна.

[Scyther]

Исследователи научились опылять цветы с помощью мыльных пузырей
https://hightech.fm/2020/06/18/pollinate-plants-with-soap-bubbles



Исследователи научились опылять цветы с помощью мыльных пузырей. Они разрабатывают этот метод на случай, если пчелы начнут вымирать.

Поиск альтернативных методов опыления культур становится все более актуальным по мере сокращения популяций пчел. Ученые обнаружили, что мыльные пузыри могут переносить зерна пыльцы и откладывать их на цветах.

«Это звучит фантастично, но мыльный пузырь действительно позволяет эффективно опылять цветы и гарантирует, что качество цветов останется таким же, как и при обычном опылении», — заявил Эйдзиро Мияко, доцент Японского института науки и технологий и ведущий автор исследования.

Ученые представили технологию, в которой мыльные пузыри переносят автономные роботы-пылесосы и небольшие беспилотники — они справляются с опылением лучше, чем существующие машинные методы. Мияко и его коллеги сначала экспериментировали с игрушечным беспилотником, но обнаружили, что он повреждает цветы, с которыми контактирует. Мыльные пузыри же — более мягкий подход для того, чтобы опылять растения.

Сначала исследователи выяснили, что мыльные пузыри действительно могут переносить пыльцу. Затем они протестировали различные составы пузырьков и остановились на лаурамидопропил бетаине — соединении, иногда используемом в шампунях. После этого исследователи протестировали использование беспилотника для того, чтобы направлять пузыри на цветы — оказалось, что устройства могут это делать достаточно точно.

Ранние эксперименты оказались успешными, но исследователи пока не знают как определить лучший способ направления пузырей и что делать в случае, если будет сильный ветер или дождь.

«Мы ожидаем, что наш междисциплинарный подход, сочетающий в себе мыльные пузыри и технологию беспилотных летательных аппаратов, приведет к инновационным разработкам в области сельскохозяйственной инженерии», — заявили исследователи.

[Scyther]

Китайские ученые: микропластик проникает в сельскохозяйственные растения
https://scientificrussia.ru/articles/kitajskie-uchenye-mikroplastik-pronikaet-v-selskohozyajstvennye-rasteniya



Ученые из Китайской академии наук  обнаружили, что частицы микропластика загрязняют сельскохозяйственные культуры, включая овощи, которые мы едим, передает портал EurekAlert! со ссылкой на КАН. Исследование было опубликовано в журнале Nature Sustainability.

 Микропластик, то есть крошечные пластиковые частицы длиной менее пяти миллиметров, сегодня можно найти в океане и других водных экосистемах, и даже в наших морепродуктах и ​​в соли. Большинство частиц выбрасываются в земную среду и накапливаются в большом количестве в почве. Кроме того, вторичные частицы образуются в результате разложения пластмасс. Сточные воды, важный источник воды для сельскохозяйственного орошения, также содержат микропластик.

Новое исследование китайских ученых показывает, что пластиковые частицы могут проникать и в растительную ткань. Хотя раньше считалось, что они слишком большие, чтобы проходить через физические барьеры неповрежденной растительной ткани.

Ученые обнаружили, что микропластик может проникать из окружающей среды – из воды, из почвы – в клетки салата и пшеницы через трещины в корнях растений. Затем они могут перенестись из корней в части растений, которые мы употребляем в пищу. Исследователи также установили, что попасть в сельскохозяйственную культуру могут не только частицы размером до 50 нанометров, но и крупные частицы, которые примерно в 40 раз превышают этот показатель.

В своей работе китайские ученые обнаружили в сельскохозяйственных культурах сферические пластиковые частицы размером до двух микрометров с небольшой степенью механической гибкости. Эти особенности (размер и гибкость) позволили частицам «втиснуться» в небольшое пространство клеток корня растения.

Данное исследование показывает, как может передаваться микропластик по пищевой цепи. Если он проникает в наши сельскохозяйственные культуры, он также может попадать в мясо и молочные продукты.

Ссылка на статью
https://www.nature.com/articles/s41893-020-0567-9
DOI
https://doi.org/10.1038/s41893-020-0567-9

[Scyther]

Российские ученые вывели уникальный сорт осины, который изменит лесную промышленность
https://www.mk.ru/science/2020/08/18/rossiyskie-uchenye-vyveli-unikalnyy-sort-osiny-kotoryy-izmenit-lesnuyu-promyshlennost.html



Кандидат биологических наук Константин Шестибратов, ученые Института биоорганической химии РАН и профессора Сибирского федерального университета и Геттинского университета Константина Крутовского с группой единомышленников вывели новый сорт осины с ускоренным ростом.

Такая порода была востребована в лесной отрасли. Ученые пояснили, что обычная осина достигает возраста рубки к 25-30 годам, а модифицированная - к 15-20 лет.

Помогла ученым генная инженерия. В геном осины ввели ген гриба Penicillium canescens. Новый сорт древесины изменит лесную отрасль в лучшую сторону, считают авторы проекта. Снизятся временные и финансовые затраты. Древесина осины в промышленности нужна в первую очередь для целлюлозно-бумажной и вискозной отросли.

[Scyther]

В Новосибирске запущен крупнейший архив научных публикаций на сельскохозяйственную тематику
http://www.sbras.info/news/v-novosibirske-zapushchen-krupneishii-arkhiv-nauchnykh-publikatsii-na-selskokhozyaistvennuyu-te

Архив уже сегодня располагает полнотекстовыми версиями 1 300 выпусков научных журналов. На данный момент опубликовано более 33000 статей. Агрегатором научной информации выступила Государственная публичная научно-техническая библиотека СО РАН.
 
Чтобы научное знание могло развиваться и воплощаться в новые технологии и продукты, оно должно быть аккуратно систематизировано. Необходимо собрать и каталогизировать архивы научных публикаций, лекций, монографий, записанных конференций и мастер-классов, и эта работа уже начата. «Электронный архив выпусков научных журналов по тематическому направлению “Сельскохозяйственные науки” создается в результате работ по госконтракту в рамках проекта “Развитие системы демонстрации и популяризации результатов и достижений науки” aедеральной целевой программы “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы”», — прокомментировал директор ГПНТБ СО РАН кандидат технических наук Андрей Евгеньевич Гуськов.
 
В архиве уже сегодня можно найти десятки тысяч статей из ведущих российских научных журналов и материалов конференций, сотни видеороликов, а также актуальные публикации российских СМИ по тематике сельскохозяйственных наук.

Ссылка на архив Агронаука:
http://www.agriscience.ru/
Ссылка на журналы из архива Агронаука:
http://www.agriscience.ru/journals

[Scyther]

Финансовый университет и ФНАЦ ВИМ создали умного робота для сбора яблок
https://scientificrussia.ru/articles/finansovyj-universitet-i-fnats-vim-sozdali-umnogo-robota-dlya-sbora-yablok



Финансовый университет при Правительстве РФ и Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ при технологической поддержке Microsoft разработали умного робота для сбора урожая яблок. Ученым удалось добиться высокой точности распознавания и сбора плодов (97% и 90% соответственно). Эти показатели значительно выше, чем у западных аналогов (85% и 75% соответственно), при том что планируемая цена устройства в семь раз ниже. Использование робота позволит увеличить сбор урожая на 30%.

 Научная группа департамента анализа данных и машинного обучения Финансового университета при Правительстве РФ и отдела интеллектуализации, автоматизации и роботизации сельскохозяйственного производства Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (ФНАЦ ВИМ) в технологическом партнерстве с Microsoft создали умного робота для сбора урожая яблок. Проект не имеет аналогов в России и за рубежом по точности и эффективности работы. Пилотные испытания разработки пройдут в крупнейших садоводческих предприятиях России уже весной 2021 года.

Нейросетевой алгоритм робота, разработкой которого занимались ученые Финансового университета, способен обнаруживать более 97% и собирать до 90% плодов, при этом доля «ложных срабатываний», когда система принимает за яблоко фоновый объект, составляет всего 3,5%. Эти показатели значительно лучше, чем у других роботов такого же назначения: известные прототипы обнаруживают в среднем 85% плодов, а собирают 75%. Для обучения нейросетей использовалось облако Microsoft Azure, что позволило значительно ускорить этот процесс, а также снизить стоимость разработки по сравнению с использованием локальных мощностей.

«Повышение качества обнаружения плодов стало возможно благодаря использованию прогрессивных алгоритмов искусственного интеллекта, в частности глубоких сверхточных нейронных сетей, которые сочетают в себе способности к распознаванию объектов по цвету, текстуре и форме, – подчеркнул Владимир Соловьев, руководитель департамента анализа данных и машинного обучения Финансового университета при Правительстве РФ. – Надежное и безопасное облако Microsoft Azure не только сделало возможным реализацию этого проекта в принципе, но и помогло нам добиться впечатляющих результатов всего за полтора месяца».

 «Садоводство – одна из наименее цифровизированных отраслей сельского хозяйства: сбор урожая большинства плодовых культур обычно производится вручную с привлечением сезонных рабочих, занятых тяжелым физическим трудом, при этом до 40% плодов остаются несобранными. Применение умного робота уже с первого года позволит на 30% увеличить доходы хозяйств за счет сокращения недобора урожая, а также решить проблему нехватки человеческих ресурсов», – отметил Игорь Смирнов, заведующий отделом интеллектуализации, автоматизации и роботизации сельскохозяйственного производства ФНАЦ ВИМ.

Робот предназначен для работы в интенсивных садах с высотой крон 1,5–2 м. Он собирает плоды, начиная с верхнего яруса, при помощи манипуляторов, оснащенных захватами, созданными специалистами ФНАЦ ВИМ. Среднее время сбора одного плода составляет 10 секунд, за час он может собрать до 288 килограммов.

Планируемая цена робота в среднем в семь раз ниже, чем у зарубежных аналогов, а окупаемость для европейских хозяйств составляет около года. Для российских садоводов будут действовать специальные ценовые предложения. Весной 2021 года пройдут пилотные испытания в крупнейших яблоневых садах России. Затем создатели планируют выводить робота на европейский рынок. В дальнейшем будут разработаны аналогичные алгоритмы для сбора урожая груш и томатов. Кроме того, рассматривается возможность использования устройства для мониторинга урожайности и распознавания основных болезней культур.

Замечание Scyther-a: Великий Мичурин, наверняка, посоветовал бы разработчикам сделать еще робот для прививок и опылению плодовых культур.

[Scyther]

5 декабря — Всемирный день почв
https://scientificrussia.ru/articles/5-dekabrya-vsemirnyj-den-pochv

Русский чернозем дороже всякой нефти, всякого каменного угля, дороже золотых и железных руд.
В.В.Докучаев

5 декабря, отмечается Всемирный день почв (World Soil Day). Цель праздника — напомнить о важности почвенных ресурсов и их роли в сохранении экосистем, обеспечении роста благосостояния человека. Девиз Всемирного дня почв-2020: «Сохраним почве жизнь, защитим биоразнообразие почв». Праздник призван продемонстрировать взаимосвязь между человеком и почвой.

Растения питают целый мир существ в почве, которые в свою очередь питают и защищают растения. Это разнообразное сообщество живых организмов сохраняет почву здоровой и плодородной. Этот огромный мир составляет биоразнообразие почвы и определяет основные биогеохимические процессы, которые делают возможным существование жизни на Земле, говорится в сообщении ООН — одного из организаторов праздника.

Одним из основоположников почвоведения в нашей стране был Михаил Васильевич Ломоносов. Известен его труд "О слоях земных", где Ломоносов делает умозаключения по поводу происхождения и свойств почв России. Потом наступили следующие этапы: когда в нашей стране появились кафедры домоводства и агрономии. Первая лекция по почвоведению была прочитана профессором Алексеем Николаевичем Сабаниным в начале XX века. Именно он заложил основу развития этой науки в Московском государственном университете.

Значение почвы трудно переоценить. Это основа нашей жизни, ведь более 90% продуктов питания человечество производит путем обрабатывания почвенного покрова. В почве сконцентрировано огромное количество живых организмов, она обладает гигантским биоразнообразием, которое непременно нужно сохранить. Кроме того, почва регулирует газовый состав атмосферы.

Василий Васильевич Докучаев — основоположник школы научного почвоведения и географии почв — говорил, что русский чернозем "составляет коренное, ни с чем не сравнимое богатство России". Докучаев создал учение о почве как о самостоятельном природном теле и открыл основные закономерности ее генезиса и распространения.

"Всем известно, что Россия занимает первое в мире место по площади. У нас много черноземов. В России их площадь – около пятидесяти процентов. И более половины пашен у нас расположены на черноземных почвах. То есть у нас огромный потенциал почв с точки зрения их плодородия, ведь чернозем – это настоящий подарок природы, который активно используются в сельском хозяйстве, особенно в наших южных регионах. Но все почвы уникальны, нет плохих почв. Есть северные почвы, там произрастают леса. В нашей средней полосе мы тоже имеем сельскохозяйственные угодья, и почвы используются для тех или иных целей. Но для сельского хозяйства требуются оптимальные почвенно-климатические условия, поэтому почвоведы изучают, в том числе, использование определенных территорий под те или иные культуры", — рассказывал в интервью порталу "Научная Россия" декан факультета почвоведения МГУ, член-корреспондент РАН С.А. Шоба.

Всемирный день почв проводится ежегодно 5 декабря. Важно в очередной раз напомнить людям о необходимости поддержания здоровых экосистем, о проблеме охраны и оздоровления почв на основе инклюзивных коллективных действий. Если мы не примем незамедлительных мер, будут уничтожаться плодородные почвы, и возникнет угроза продовольственной безопасности, подчеркивает Организация объединенных наций.

[Scyther]

Голубой цвет елям придают нанотрубки
http://www.sbras.info/news/goluboi-tsvet-elyam-pridayut-nanotrubki


Образцы нанотрубок. Пшеница (слева) и голубая ель (справа). Фотография сделана при помощи сканирующего электронного микроскопа

Красноярские ученые определили, что голубая ель и сизая пшеница имеют голубой оттенок из-за присутствия нанотрубок в покрывающем иглы и листья эпикутикулярном воске. Нанообъекты длиной в несколько микрон влияют на проникающий в растения свет. Благодаря этому, растения могут выживать при недостатке света и увеличивать эффективность фотосинтеза. Результаты исследования опубликованы в сборнике конференций International Conference on Information Technology and Nanotechnology.
 
Многие части растений покрыты эпикутикулярным воском. Он защищает листья от избыточной влаги и пересыхания, насекомых-вредителей и химических веществ. Когда свет падает на фотосинтезирующую поверхность, первое, что он встречает на пути — это восковой слой, влияющий на оптические характеристики проникающего излучения.
 
Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» выяснили, что структурными элементами воскового покрытия растений являются нанотрубки. Исследовав влияние поверхностного слоя на оптические свойства хвои голубой ели и листьев сизо-серой пшеницы, физики пришли к выводу, что именно нанообъекты отвечают за синий цвет.

Для того чтобы изучить структуру воска, ученым нужно было аккуратно отделить его от растений. Обычно для этого используют органические вещества или растворы, которые могут загрязнить исследуемый материал. Поэтому специалисты придумали, как отделить воск при помощи дистиллированной воды. Вода — это инертный и чистый материал, она глубоко проникает внутрь растительных тканей под действием капиллярных сил и легко удаляется при сушке. Образцы помещали в сосуд с водой на несколько часов, после чего охлаждали до минусовой температуры. Замерзая, вода расширялась и отрывала восковые пластинки от поверхности листа. После оттаивания пластинки всплывали на поверхность, где их собирали ученые.

Исследование полученных образцов под сканирующим электронным микроскопом показало, что у обоих растений восковое покрытие состоит из нанотрубок диаметром около 150 нанометров и длиной от 1 до 4 микрон. При сравнении воска еловых иголок и листьев пшеницы обнаружилось, что они различаются спектрами флуоресценции. У голубых елей пик свечения близок к границе с ультрафиолетом, а у пшеницы он находится недалеко от зеленой зоны. В результате под воздействием ультрафиолета ель приобретает синий цвет, а пшеница становится серо-голубой. Различие связано с тем, что нанотрубки в восковом покрытии ели полые, а у пшеницы — заполненные, из-за чего они по-разному преломляют свет.
 
«В 2016 году учеными из Англии было обнаружено, что за синюю окраску растений отвечают не пигменты, а некая фотонно-кристаллическая структура в хлоропластах растений. В Сибири растет много голубых елей, мы начали искать причину их синего цвета и наткнулись на воск. Выяснилось, что именно он отвечает за необычный цвет. Если этот слой химически удалить, то визуально дерево станет обычной зеленой елью. Также мы рассмотрели сорт сизой пшеницы и узнали, что толстый восковой покров голубоватых растений состоит из нанотрубок. При исследовании спектральных характеристик воска обнаружили, что он поглощает практически весь ультрафиолет и излучает его в видимом диапазоне света, то есть флюоресцирует. Поглощая коротковолновый свет, восковой слой защищает внутреннюю структуру клеток от ультрафиолетового излучения и в тоже время, переводит его в видимую область спектра, тем самым увеличивая эффективность фотосинтеза», — рассказал один из авторов исследования младший научный сотрудник Института физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН Евгений Романович Буханов.
 

[Scyther]

Российские ученые разработали экоудобрение для повышения урожайности
https://scientificrussia.ru/articles/rossijskie-uchenye-razrabotali-ekoudobrenie-dlya-povysheniya-urozhajnosti


Струвит

Химики Пермского Политеха разработали экологичное удобрение, которое поможет повысить урожайность. Впервые в России его получили из отходов промышленных стоков. Новая технология позволяет дать им «вторую жизнь» без дорогостоящей добычи минерального сырья.

 Продукт содержит больше компонентов, чем зарубежные аналоги, что обеспечивает его высокую эффективность для роста растений. Ученые уже запатентовали разработку.

Сырьем для комплексного удобрения стали сточные воды, которые содержат аммонийный азот и фосфат-ион. Они образуются на химических заводах и производствах фармацевтических компаний, агрофермах и животноводческих комплексах. Если эти вещества не утилизировать, они могут принести вред окружающей среде, считают ученые. Но при правильной переработке отходы могут стать основой для комплексного удобрения.

– Струвит обладает высокой эффективностью за счет трех основных питательных элементов: азота, фосфора и магния. Он способствует росту растений. Например, темп прироста массы томатов, которые обработали удобрением, способен увеличиться до 432 %. Преимущество нашей разработки в том, что продукт почти не растворяется и не уходит в грунт при поливе или проливных дождях. Поэтому удобрение «работает» в течение всего сельскохозяйственного периода, – рассказывает доцент кафедры «Химические технологии» Пермского Политеха, кандидат технических наук Андрей Старостин.

По словам исследователя, сейчас в мире переходят на альтернативные источники сырья для производства комплексных удобрений. Это позволяет дать «вторую жизнь» отходам без добычи минеральных компонентов, запасы которых ограничены. Струвит уже широко используют в США, Китае и Канаде, но в России его не получают, отмечает Андрей Старостин. При этом спрос на комплексные минеральные удобрения растет с каждым годом, что требует увеличения их производства.

Ученые синтезировали струвит на основе сточных вод одного из химических предприятий Пермского края. Они впервые в России разработали технологию его синтеза. Сейчас химики создают уникальную установку, которая позволит непрерывно получать струвит.


Струвит

Исследователи определили оптимальный состав удобрения и технологические параметры для его получения. Помимо струвита, в процессе переработки химики получили еще два полезных вещества. Ими стали глазерит, из которого тоже можно синтезировать комплексное удобрение, и хлорид натрия – основа для антигололедных препаратов.

Сначала ученые получили струвит в виде мелкодисперсного белого порошка, а затем сформировали из него сферические гранулы размером 1-5 мм. Такая форма позволяет удобрению быть более эффективным, сохранять качество при хранении и не слеживаться.

– Мы провели эксперименты, результаты которых подтвердили, что содержание вредных веществ в сточных водах и очищенном стоке снизилось. Также мы изучили, насколько удобрение увеличивает рост растений. В частности, прирост массы томатов, петрушки и укропа составил от 20 до 51 %, – поясняет химик.

Технологию можно применить на предприятиях химической и нефтехимической промышленности, считают ученые. В планах химиков – организовать производство струвита из отходов агрокомпаний. Это позволит расширить географию производства нового удобрения: агрокомплексы более распространены, чем промышленные предприятия. Производство удобрения можно реализовать с учетом индивидуальных источников сырья компании.