Учёные Казанского (Приволжского) федерального университета разработали систему для снижения экологического вреда от двух популярных гербицидов — 2,4-Д и глифосата — с помощью молекул-пиллараренов. Большинство гербицидов плохо растворимы в воде и требуют поверхностно-активных веществ, которые могут проникать в растения и организм человека, а также снижать плодородие почв и вредить водным обитателям. Пилларарены — крупные органические молекулы в форме макроцикла — нетоксичны и способны связывать другие вещества, работая как молекулярные «компаньоны». Результаты опубликованы в Environments при поддержке РНФ.
При смешивании пилларарены и гербициды самопроизвольно организуются в устойчивые агрегаты в форме сфер. Учёные проверили их влияние на водных одноклеточных, рачков, водоросли, а также на пшеницу и редис (в качестве модельных объектов вместо сорняков). Оказалось, что добавление пиллараренов повысило эффективность гербицидов в 2–4,5 раза в отношении пшеницы, но не сделало их более токсичными для водорослей и редиса — важная избирательность для сельского хозяйства, позволяющая «настраивать» свойства препаратов под конкретные виды сорняков.
Комплексы с пиллараренами оказались в два раза менее токсичными для водных одноклеточных и рачков, чем чистые гербициды. Чтобы вызвать токсический эффект у этих организмов, потребовались концентрации вдвое большие. При этом гербициды сохранили способность подавлять рост сорных растений. Такая избирательность позволяет снизить экологический ущерб от химической обработки полей, сохраняя эффективность борьбы с сорняками.
Разработка будет полезна при создании экологичных средств защиты растений, особенно в регионах с развитым сельским хозяйством и близостью водоёмов. Молекулы-компаньоны не требуют сложного синтеза и могут быть адаптированы для других гербицидов. В перспективе подход позволит сократить использование токсичных поверхностно-активных веществ, снизить нагрузку на почвы и водные экосистемы, а также повысить безопасность сельскохозяйственной продукции для человека.
Фото: исполнительница проекта и автор публикации: аспирантка Наталья Пронович. Источник: Полина Курынцева / КФУ.
