Ученые ТюмГУ выращивают гуар в Западной Сибири

2024-10-30 12:59

Центр трансфера технологий Тюменского государственного университета совместно с индустриальным партнером инициировали изучение гуара — уникального для региона растения. Из его семян производят камедь, которая используется как эффективный загуститель в разных отраслях экономики.

Гуаровая камедь (или гуаран) — это полимерное соединение, которое обладает достаточной жесткостью и повышенной эластичностью, хорошо растворяется в воде. Благодаря этим свойствам его часто используют в качестве эмульгатора и стабилизатора. Камедь применяют в пищевой, косметической, текстильной и угольной промышленности. Она необходима при производстве бумаги и взрывчатых веществ. Прибегают к полимеру и в нефтедобыче — в процессе гидроразрыва нефтяного пласта.

Организация промышленного производства гуаровой камеди в России — одна из приоритетных задач развития нефтегазового комплекса в условиях импортозамещения. Этот пункт вошел в дорожную карту, разработанную Минпромторгом, Минэнерго и крупнейшими нефтегазодобывающими компаниями страны.

Производят камедь из бобовой культуры, которая называется гуар. Эндосперм — питательную ткань семени растения — измельчают в мелкий порошок, который и становится высокоэффективным загустителем.

Растение преимущественно выращивают в Индии и Пакистане. В России оно появилось не так давно, поэтому необходимы масштабные исследования для изучения особенностей его адаптации к новым условиям.

Тюменские ученые приступили к разработке проекта по изучению экологической и экономической целесообразности выращивания гуара в условиях Западной Сибири. Исследователи занимаются определением механизмов толерантности сортов к стресс-факторам окружающей среды и климатическим изменениям. Характеристики растений должны соответствовать ряду условий, среди которых, например, скороспелость, устойчивость к болезням, засухам и пониженным температурам воздуха и почвы.

Почвенно-климатические условия юга России позволяют получать до 2,5 тонн гуара с гектара, а создание нескольких сортов отечественной селекции свидетельствует о перспективах производства гуаровой камеди, отмечают исследователи.

«Отсутствие опыта и знаний по выращиванию растения в Тюменской области не позволяет адекватно оценить возможные проблемы продуктивности и качества продукции. Необходимо всестороннее изучение сортов и разработка технологий, которые помогут ускорить тестирование по отношению к стресс-факторам, выявить механизмы устойчивости генотипов и обеспечить максимальную реализацию гуара на новой для него территории», — объяснила доктор сельскохозяйственных наук, профессор Школы естественных наук ТюмГУ Нина Боме.

Весной 2024 года ученые университета впервые провели полевую оценку гуара на модельных делянках на дерново-подзолистой почве экспериментального участка на биостанции ТюмГУ «Озеро Кучак». Они наблюдали за ростом растений, накоплением и деградацией (разрушением) хлорофилла в листьях, устойчивостью к полеганию и поражению фитопатогенными грибами.

Сейчас ученые анализируют отдельные растения по признакам продуктивности, проводят идентификацию возбудителей болезней, изучают биологические свойства семян. В лаборатории биотехнологических и микробиологических исследований ШЕН ТюмГУ гуар выращивают в климатической камере в контролируемых условиях фотопериода, температуры и влагообеспеченности.

Исследователи планирует демонстрационные и экологические испытания сортов и селекционных линий в разных агроэкологических зонах региона: в подтайге в Нижнетавдинском районе, северной лесостепи в Тюменском и южной лесостепи в Армизонском районах).

Над проектом работают ученые Тюменского государственного университета и Государственного аграрного университета Северного Зауралья, сотрудники Тобольской комплексной научной станции УрО РАН и представители индустриального партнера — компании «ВИТ».

«Для создания эффективной технологии выращивания гуара в России необходимо выполнить значительный объем научно-исследовательский работ, — отмечает Пётр Зубков, руководитель ООО „ВИТ“. — Важно понять, как правильно проводить предпосевную обработку семян для ускоренного развития всходов и эффективного использования короткого вегетационного периода, как защищать от болезней, вредителей и сорняков. Еще один вопрос — использование штаммов клубеньковых бактерий. Необходимо определить оптимальные параметры взаимодействия культуры с микробиотой для разных географических ареалов».

Еще одна актуальная проблема, по словам индустрии, селекция сортов. Сейчас она ведется без учета содержания камеди в растениях из-за высокой стоимости анализа. Создание экспресс-определения содержания полезных веществ позволит отбирать сорта с оптимальными качествами эффективнее и быстрее.

Кроме уже привычных способов применения гуара тюменские ученые называют еще несколько перспективных направлений его использования. Культура может быть включена в севооборот растениеводства, а фитомасса пригодна для кормления животных. Как зеленое удобрение гуар позволит рекультивировать почвы с низким плодородием, высокой засоленностью и щелочностью.

В перспективе рассматривается применение гуаровой камеди при обработке семян. Она может влиять на увеличение полевой всхожести и биологическую устойчивость растений. Порошок камеди биоразлагаемый и нетоксичный — его экологичность обеспечивает минимальное воздействие на окружающую среду, что важно для агропромышленного комплекса и внедрения устойчивых методов ведения сельского хозяйства.

Проект реализуется совместно с Западно-Сибирским межрегиональным научно-образовательным центром мирового уровня.

Источник:
Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ