Земледелие — одно из древнейших занятий человека, и его суть мало изменилась за прошедшие тысячи лет. Земледелец кидает в землю зерно, а получает колос. Но если раньше крестьянин вкладывал в урожай прежде всего свой труд, то сейчас агроиндустрия немыслима без усилий ученых и инженеров. Химия, разумеется, не остается в стороне.

Термин «пестициды» давно и прочно вошел в наш лексикон. Экологи очень любят пугать им людей, а люди охотно пугаются. И действительно, эти вещества часто приносят больше вреда, чем пользы. Внесенные один раз за сезон в почву, они не могут обеспечить защиту культурным растениям на долгое время. При этом пестициды могут вымываться с полей в реки и озера, накапливаться в биосфере, попадать в продукты питания. Сорняки и вредители со временем привыкают к препарату, а значит, его требуется все больше и больше. Кроме того, пестициды часто обладают мутагенным и канцерогенным эффектом.

Перечисленных ужасов достаточно, чтобы навсегда отказаться от применения пестицидов. Однако производители сельскохозяйственной продукции не спешат с подобным шагом — ведь применение этих препаратов может серьезно увеличить урожай. Компромисс, как выяснилось, вполне достижим. Традиционно пестициды используются в виде порошков, суспензий и эмульсий, но можно поступить хитрее и поместить их внутрь биоразлагаемой оболочки. Тогда почвенные микроорганизмы будут постепенно поедать оболочку, а препарат станет понемногу переходить в почву, выполняя свою задачу. Можно убить сразу целое стадо зайцев: пестицид не создает высоких концентраций, действует долго и адресно, причем скорость выхода можно регулировать.

В недавней работе красноярских ученых, выполненной в Институте биофизики, Сибирском федеральном университете и в Институте леса, носителем для пестицида стали полимеры, относящиеся к полигидроксиалканоатам (ПГА) — эфирам микробного происхождения. Они удобны тем, что устойчивы к химическому гидролизу, и разрушить их может лишь деятельность микроорганизмов. Время разложения оболочки из ПГА исчисляется месяцами.

Необходимый полимер получили микробиологическим синтезом, используя особый штамм бактерии Wautersia eutropha. Вещество, накапливавшееся в биомассе в виде хлопьев, отделяли, измельчали и смешивали с пестицидом, в роли которого выступали инсектициды альфагексах-лорциклогексан и линдан. Из этой смеси формировали таблетки диаметром 3 мм и весом чуть более 20 мг. Их помещали в пластиковые контейнеры со ста граммами огородной почвы и наблюдали за миниатюрными плантациями в течение 84 суток. Исследователей интересовали скорость разложения полимера и изменения в микробном сообществе почвы. Основная масса полимера разрушилась через 40—50 суток после начала эксперимента, а в конце наблюдения от внесенного ПГА оставалось не более 5–10%. Интересно, что деятельность микроорганизмов заметно оживилась, и процессы минерализации органического вещества шли быстрее. Это значит, что полимер сыграл роль дополнительного субстрата, «подкормки» для микробного сообщества почвы. При этом пестицид освобождался тем быстрее, чем больше его было в исходных гранулах-таблетках. Скорость его выхода в почву росла по мере того, как микроорганизмы постепенно выедали полимер из гранул. Причем за время эксперимента пестицид не успел полностью перейти в почву, то есть в полевых условиях его действие продолжилось бы и далее.

Всё это значит, что ПГА можно использовать как основу для «упаковки» пестицидов. При этом во всем мире ведется поиск и других подходящих веществ — дешевых, стойких и удобных в применении. Ну а итоговый выбор в пользу того или иного материала, скорее всего, сделает экономика.