Обезжиренная биомасса зеленой микроводоросли Chlorella sp. как устойчивый биостимулятор для повышения роста ячменя в засоленных условиях

Превращение отходов в помощь истощенным полям

Рост солености почв тихо сокращает урожаи во всем мире, особенно в засушливых регионах, где орошение оставляет за собой соль. Одновременно бурно развивающаяся индустрия микроводорослей выбрасывает тонны остатков после извлечения масел для биотоплива. В этом исследовании задают простой, но важный вопрос: можно ли эти «отходы» зеленых водорослей превратить в мягкий растительный тоник, который поможет ячменю продолжать расти в соленой воде?

Почему соленые почвы угрожают важной продовольственной культуре

Ячмень — одна из ведущих мировых зерновых культур, он поддерживает производство пищи, кормов и пивоварение. Однако он плохо переносит соль. Когда в воде для орошения и в почвах накапливаются соли, ячмень испытывает трудности с поглощением воды и питательных веществ, листья теряют эффективность преобразования солнечного света в энергию, а урожайность зерна может упасть наполовину и более. Поскольку почти половина орошаемых пахотных земель в той или иной степени подвержена засолению, фермеры и ученые ищут инструменты, которые помогут культурам справляться без опоры исключительно на дорогостоящее селекционное улучшение или интенсивное внесение удобрений.

Новая жизнь для остатков зеленых водорослей

Микроводоросли, такие как Chlorella, уже выращивают в больших масштабах для пищевых добавок и для извлечения масел, используемых в биодизеле. После удаления масел остается обезжиренная белковая биомасса. В этом исследовании исследователи приготовили спиртовой экстракт из этой оставшейся биомассы Chlorella и изучили его химический состав. Они выявили 28 биологически активных соединений, преимущественно жирные кислоты и родственные молекулы, которые известны своим влиянием на рост растений, защитой клеточных мембран и помощью растениям в переносе стрессов. Поскольку биомасса является побочным продуктом, её использование в качестве стимулятора для растений органично вписывается в идеи циркулярной экономики: превращение отхода одной отрасли в ресурс для другой.

Испытание помощи водорослей на ячмене в соленой воде

Команда выращивала три типа ячменя в плавающей гидропонной системе, которая позволяла точно контролировать уровень солей в питательном растворе. Растения подвергали низкой, умеренной и высокой солености, соответствующей условиям, с которыми могут столкнуться фермеры на орошаемых полях. Некоторые семена замачивали в экстракте водорослей перед посевом, некоторые растения обрабатывали опрыскиванием в период вегетации, некоторые получали оба вида обработки, а другие служили необработанными контрольными образцами. В течение 60 дней ученые измеряли массу зерна, эффективность использования света листьями, газообмен, минеральный состав побегов и зерна, а также содержание пигментов, таких как хлорофилл, которые помогают захватывать солнечный свет.

Как водорослевый тоник изменил характеристики растений

Как и ожидалось, с повышением солености урожай падал: масса зерна и ключевой показатель фотосинтетической активности резко снижались при более высокой солености, а соотношение питательных веществ в растениях смещалось в сторону вредного натрия за счет калия и фосфора. Тем не менее экстракт водорослей смягчил эти негативные эффекты. Комбинация замачивания семян и опрыскивания листьев дала наилучшие результаты, увеличив сухую массу зерна примерно на треть по сравнению с необработанными растениями в тех же условиях и усилив поток электронов в фотосинтетическом аппарате. Ячмень, обработанный экстрактом, накапливал больше азота, фосфора и калия как в побегах, так и в зерне, при этом поглощал относительно меньше натрия. Содержание белка и зеленых пигментов также было выше, что указывает на более здоровый метаболизм и улучшенное питательное качество собранного зерна.

Разные типы ячменя — разные выгоды

Три генотипа ячменя реагировали не одинаково. Один из типов, известный как Giza 123, сохранял наиболее тяжелое зерно и самую высокую фотосинтетическую активность при солевом стрессе, особенно в сочетании с обработками водорослевым экстрактом. Другой, Giza 132, отличался накоплением белка и поглощением азота. Эти различия показывают, что тоник на основе водорослей взаимодействует с генетикой растения и предполагают, что выбор подходящих сортов ячменя может дополнительно усилить преимущества таких биостимуляторов в засоленных условиях.

Что это означает для засоленных земель

Для неспециалиста вывод прост: остаточный материал от масличных зеленых водорослей можно использовать повторно как мягкую помощь, позволяющую ячменю оставаться зеленее, эффективнее поглощать свет и лучше заполнять зерно даже при соленой воде. Работа указывает на практический путь переработки промышленного побочного продукта при одновременном улучшении продуктивности культур на деградирующих землях. Хотя эти результаты получены в контролируемых водных системах, а не в полевых условиях, они дают основания полагать, что обработки на основе водорослей могут стать частью устойчивых стратегий поддержания урожайности и качества зерна в условиях роста засоленности почв.

Цитирование: El-Akhdar, I., Elsakhawy, T. & Elakhdar, A. Defatted biomass of the green microalga Chlorella sp. as a sustainable biostimulant to enhance barley growth under saline conditions. Sci Rep 16, 15064 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-49609-6

Ключевые слова: стресс от засоления, ячмень, биостимулятор из микроводорослей, экстракт Chlorella, устойчивое сельское хозяйство