Каннабис как ценное растительное сырье: от биообогащения к фиторемедиации

Биообогащенные культуры, такие, как конопля, могут снизить синдром недостаточности питательных микроэлементов, а также могут поддерживать питательный статус в долгосрочной перспективе (Singh et al., 2016). При сравнении этой потенциальной стратегии (марихуаны) с другими традиционными методами решения проблемы дефицита питательных микроэлементов (витаминно-минеральные добавки) биообогащение является самым дешевым, наиболее доступным для отдаленных и сельских районов и единственным экономически эффективным долгосрочным подходом к решению этого скрытого голода (Singh и др., 2016). 

Развитие этих культур с улучшенными микроэлементами также может быть использовано для создания улучшенных кормовых продуктов для производства обогащенного скота (Reddy et al., 2003; Zerbini & Thomas 2003). Биообогащение сельскохозяйственных культур (каннабис) может решить не только проблему нехватки микроэлементов у потребителей по всему миру, но и повысить продуктивность сельскохозяйственных культур за счет повышения силы и роста растений и повышения устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам (Bouis 2003).

Конопля интересна с точки зрения биофортификации из-за ее съедобных семян, которые уже хорошо известны потребителям своей пользой для здоровья. Биообогащение этих семян микроэлементами еще больше повысит их пищевую ценность. 

Фиторемедиация: рекультивация загрязненных участков

Еще одна новая растительная (фито)технология, которой конопля начинает привлекать внимание, — это фиторемедиация. Эта дешевая альтернатива механической или химической рекультивации загрязненных участков хорошо зарекомендовала себя за последние два десятилетия. Ниже приводится краткий обзор различных фитотехнологий, используемых в фиторемедиации, и аргументы, почему конопля является интересными видами для изучения с этой целью. 

Загрязнения, такие как мышьяк, кадмий, свинец и ртуть, а также органические загрязнители создают серьезные проблемы для здоровья людей и животных в экосистемах, где загрязняющие вещества могут биомагнифицироваться и накапливаться по всей пищевой цепи (Shayler et al., 2009; Miransari 2011; Bhargava). et al., 2012; He et al., 2014; Cristaldi et al., 2017). 

Эффективная борьба с загрязненными территориями

По оценкам, только в Европейском союзе загрязнено 3,5 миллиона объектов, из которых 500 000 сильно загрязнены и остро нуждаются в восстановлении окружающей среды. Всего загрязнено около 16% территории ЕС, или 52 миллиона гектаров. испаряется. 10 (Пеуке и др., 2005; Махар и др., 2016). Ожидается, что быстрое расширение загрязненных территорий будет продолжаться по мере роста населения мира и ускоренного развития и урбанизации. 

По оценкам, к 2050 году две трети населения мира будут проживать в крупных городах, образуя крупные источники загрязнения почвы, воды и воздуха (Pilon-Smits 2005). Крайне важно внедрить рентабельные и эффективные технологии восстановления для очистки (с помощью марихуаны) этих загрязненных территорий по всему миру. Возможная технология, появившаяся за последние два десятилетия и пользующаяся популярностью как дешевая эффективная альтернатива механической или химической рекультивации загрязненных участков, — это ремедиация на основе растений или фиторемедиация. 

Передовые методы растительной фиторемедиации

Фиторемедиация — это процесс очистки окружающей среды, который включает использование специально отобранных растений (конопля) и связанных с ними микробов для извлечения, разложения, улетучивания или стабилизации неорганических и органических загрязнителей в почве, воде и воздухе (Pilon-Smits 2005; Paz-Alberto 2013). 

Передовые методы фиторемедиации и ожидаемый успех зависят от нескольких факторов, включая класс загрязнителя, его концентрацию и биодоступность, физические/химические и климатические условия участка, а также выбранные виды (Cristaldi et al., 2017; Sreela & Jayanthi 2017). ). Среди различных фитотехнологий наиболее распространены фитодеградация, фитостабилизация и фитоэкстракция (обзор см. в 2005 г.).

Фитодеградация включает разрушение загрязняющих веществ внутри конопли или в корневой зоне и подходит для органических биодоступных загрязнителей, включая растворитель трихлорэтилен (ТХЭ), пестицид атразин и взрывоопасный тринитротолуол (ТНТ). 

Специфические метаболические пути и транспортеры могут позволить марихуане либо полностью минерализовать эти органические соединения, либо частично разложить или модифицировать их с последующей конъюгацией и секвестрацией в тканях растений (рис. 1.4). Разложение в корневой зоне (ризосфере) может включать ферменты, выделяемые коноплей, или разложение ассоциированными с растениями микробами (Peuke et al., 2005; Pilon-Smits 2005).