91��ý

Қызылорда облысындағы күріш алқаптарының астында тыныш жатқан қауіп бар. Ол көзге көрінбейді, иіссіз, дәмсіз — бірақ оның зардаптары ондаған жылдар бойы сезіледі. Бұл — кадмий.

Фосфорлы тыңайтқыштардың кеңінен қолданылуы, металлургиялық кәсіпорындардың қызметі және тұздалған топыраққа фосфогипс себу — осының бәрі Қазақстан топырағына кадмийдің біртіндеп жинақталуына әкеледі. Кадмий қауіптілігінің 1-класына жатады: оның шамалы мөлшері өсімдіктердің физиологиялық және биохимиялық процестерін бұзып, өнімділіктің күрт төмендеуіне алып келеді. Тамақ тізбегіне енгеннен кейін ол адамда бүйрек жеткіліксіздігі мен остеомаляция сияқты ауруларды тудыруы мүмкін.

Дәл осы мәселені шешу үшін отандық зерттеу тобы «Күріш өсімдіктеріне кадмийдің токсикалығы және төзімділікті арттыруға физикалық-химиялық әдістерді қолдану» атты ғылыми жобаны іске асыруда. Жоба 2025–2027 жылдары «Экология, қоршаған орта және табиғи ресурстарды тиімді пайдалану» басымдық бағыты бойынша орындалады. Зерттеу тобына үш ғылым докторы, бір PhD докторанты және бір ғылым магистрі кіреді.

Күріш Қазақстан үшін стратегиялық дақыл. Қазақстандық тамақтану академиясының мәліметтері бойынша елдің күріштегі жылдық қажеттілігі 132,6 мың тонна — жан басына шаққанда 8,5 кг. Елде күріш өсіруге жарамды жабдықталған 225 мың гектар жер бар, оның 175 мыңы Қызылорда облысында шоғырланған.

Алайда дәл осы аймақтарда күріш тұздалған топырақта өседі, ал топырақ кадмиймен ластанып отырады. Зерттеулер фосфорлы тыңайтқыштардың кеңінен қолданылуы топырақтағы кадмий деңгейін 300 мг/кг дейін жеткізуі мүмкін екенін көрсетеді. Кадмий тамырлар арқылы ксилемаға енеді, одан жапыраққа, ең соңында — астыққа жетеді.

Жеткілікті мөлшерде кадмий жинақталған күріш тұрақты тұтынылса, адам денсаулығына ауыр зардаптар тиеді. Өсімдік деңгейінде кадмий тотығу стрессін туғызады, фотосинтезді тежейді, қоректік заттардың тасымалдануын бұзады және тіндердің жойылуына алып келуі мүмкін.

Жоба бір сұраққа жауап береді: кадмий ластанған жерде күрішті қалай қорғауға болады?

Үш бағытта бір мезгілде жұмыс жүргізіледі.

Бірінші бағыт — скрининг. Қазақстанда аудандастырылған күріш сорттары кадмийге төзімділігі бойынша салыстырылады. Зерттеу нысандары — Ібірай Жахаев атындағы Қазақ күріштану ғылыми-зерттеу институтының коллекциясынан алынған сорттар. Өсімдіктердің ұзындығы мен биомасса жинақталуы, фотосинтетикалық пигменттердің мөлшері, салыстырмалы су мөлшері (RWC) және пролин деңгейі — осы параметрлер бойынша салыстырмалы талдау жүргізіледі. Нәтижесінде салыстырмалы түрде төзімді және сезімтал сорттар анықталады.

Екінші бағыт — өсу реттегіштері. Кадмийдің уыттылығын төмендету үшін үш химиялық реттегіш қолданылады: «Эпин-Экстра» (эпибрассинолидтің спиртті ерітіндісі), «Циркон» (гидроксицинн қышқылдарының ерітіндісі) және «Гумат калия» (гумин қышқылдары, фульво қышқылдары, NPK және басқа минералдық элементтер). Брассиностероидтар клетка бөлінуін және созылуын белсендіреді. Гидроксицинн қышқылдары антиоксиданттық қасиеттерімен тотығу стрессін төмендетеді. Гумат калий азот пен көміртек алмасуын реттеп, геннің экспрессиясын өзгерту арқылы физиологиялық процестерге ықпал етеді. Алдын ала зерттеулер осы реттегіштердің, әсіресе «Гумат калийдің», кадмий стрессі жағдайында күріш параметрлерін жақсартуда оң нәтиже беретінін көрсетті.

Үшінші бағыт — микротолқынды сәулелену. Тұқымдарды алдын ала микротолқынды электромагниттік өрістің жоғары жиілікті диапазонымен (ЭМӨ СЖЖ) өңдеу — өсімдіктердің қорғаныс механизмдерін белсендіретін физикалық тәсіл. Бұл өңдеу Беларусь мемлекеттік университетінің «Ядролық мәселелер институтында» жүргізіледі: жиілік 64–66 ГГц, қуаттылық 10 мВт, ұзақтығы 10 және 20 минут. Алдыңғы зерттеулерде осындай өңдеу басқа дақылдарда абиотикалық стресске төзімділікті арттырғаны дәлелденді.

Зерттеу аясында бірнеше іргелі биохимиялық анализ жүргізіледі.

Фотосинтетикалық пигменттердің мөлшері (хлорофилл а, хлорофилл b, каротиноидтар) спектрофотометрмен 665, 649 және 440,5 нм толқын ұзындықтарында өлшеніп, Вернер мен Веттштейн формулалары бойынша есептеледі.

Пролин мөлшері Bates және т.б. әдісімен нингидрин реактивін қолдана отырып анықталады. Стресс жағдайында пролин деңгейінің жоғарылауы осмопротектор функциясын атқарады. Кадмий өңдеусіз үлгілермен салыстырғанда реттегіш өңделген үлгілерде пролин деңгейінің төмендеуі — токсикалық әсердің бәсеңдеуінің белгісі.

Салыстырмалы су мөлшері (RWC) Schonfeld және т.б. әдісімен анықталады. Бұл көрсеткіш пролин мөлшерімен корреляция жасайды деп болжанады.

Барлық тәжірибелер кемінде 3 қайталауда жүргізіліп, нәтижелер Стьюдент коэффициенті, t-тест немесе ANOVA арқылы статистикалық өңделеді.

Беларусь мемлекеттік университетінің «Ядролық мәселелер институтымен» ынтымақтастық жоба аясында орнықтырылған. Микротолқынды сәулеленумен өңдеуді жүзеге асыратын институт қызметкерлері нәтижелер бойынша жарияланатын мақалалардың авторлар тізіміне кіреді.

Сондай-ақ ИББР-дің өсімдіктер физиологиясы және биохимиясы зертханасының меңгерушісі, б.ғ.к. Усенбеков Б.Н. — риштің стресстік жағдайдағы физиологиясы бойынша маман — кеңес берушілік рөлінде қатысады және бірлескен жарияланымдарда ескертіледі.

Зерттеу тобы бос жерден бастамайды. 2015–2017 жылдары орындалған алдыңғы жоба барысында кадмийдің күріш органдарында жинақталуы, минералдық құрамға тигізетін ықпалы және темір жетіспеушілігімен байланысы зерттелді. Жарияланымдар арасында BioMed Research International журналындағы (Scopus Q2) мақала ерекше назар аудартады.

Жаңа жоба осы іргетасқа сүйене отырып принципті тұрғыдан алға жылжиды: бұрын кадмийдің зақымдаушы механизмдері зерттелсе, енді оның уыттылығын азайтудың тиімді жолдары іздестіріледі.

Зерттеу нәтижелері бірнеше санатқа тікелей пайда береді.

Фосфорлы тыңайтқыштарды қарқынды қолданатын аймақтардағы фермерлер мен аграрлық шаруашылықтар кадмий ластануы жағдайында күріш сорттарын дұрыс таңдай алады. Ластану көздері — металлургиялық кәсіпорындар — маңайындағы ауыл шаруашылығы кәсіпорындары өнімді қорғаудың нақты шараларын алады. Мемлекеттік ауыл шаруашылығы органдары кадмийге төзімді күріш сорттарын аудандастыру бойынша дәлелдемелік базаға ие болады.

Нәтижелер Web of Science немесе Scopus базаларына кіретін халықаралық рецензияланатын журналдарда жарияланады.