Агрохимия Растениеводство 27 сентября 2021

Могут ли грунтование семян и их обработка хитозаном стимулировать защиту озимого ячменя?

Могут ли грунтование семян и их обработка хитозаном стимулировать защиту озимого ячменя?

Таким вопросом задались английские ученые Хавьер Каррильо-Реше, Адриан С. Ньютон, Франческ Феррандо-Молина и Ричард С. Куиллиам из Университета Стерлинга и Института Джеймса Хаттона (Великобритания) и провели соответствующие исследования.

Защита растения-хозяина от патогенов и паразитов включает три элемента:

— «устойчивость», которая представляет собой способность растения уничтожать или ограничивать количество вредителей и патогенов с помощью генетических и молекулярных механизмов;

— «толерантность», то есть способность растения поддерживать продуктивность при наличии симптомов заболевания;

— «избегание», то есть способность ограничивать распространение инокулята в растительном покрове и, следовательно, распространение болезни.

Ряд натуральных и синтетических веществ могут вызывать резистентность растения-хозяина. Эти так называемые элиситоры растений включают хитозан, который действует как первичный стимул для системной резистентности. Хитозан может вызывать у сельскохозяйственных культур устойчивость к широкому спектру патогенов, в том числе путем непосредственного нанесения на семена. Например, семена томатов, проса и пшеницы, погруженные в раствор хитозана, получили дополнительную защиту от Fusarium oxysporum, Sclerospora graminicola и F. graminearum соответственно, за счет накопления связанных с защитой вторичных метаболитов. Хитозан может также оказывать другие физиологические эффекты, которые могут привести к различной степени устойчивости к болезням. Например, применение хитозана может повысить жизнеспособность проростков, что приведет к увеличению чистой скорости фотосинтеза и большему покрову, оба из которых являются признаками, которые могут привести к устойчивости к болезням листьев зерновых культур. Однако полевых данных, количественно оценивающих влияние обработки семян хитозаном на защитные реакции и их потенциальное влияние на урожай, нет.

Недорогой метод обработки семян, называемый грунтованием, был признан эффективным подходом для смягчения неблагоприятных условий посевного ложа, таких как образование корки на почве и ограниченная влажность почвы. Это часто ограничивает потенциал урожайности в полузасушливых районах развивающихся стран. Повышение урожайности за счет грунтования часто превышает ожидаемый прирост за счет лучшего укоренения; т.е. есть дополнительное агрономическое преимущество. Грунтование состоит из анаэробного замачивания семян в воде на заданный период времени перед посевом. Быстрый всход сельскохозяйственных культур после грунтования уменьшил размер «инфекционного окна», доступного для болезней, передаваемых через почву, таких как воротничковая гниль (Sclerotium rolfsii) и фузариозное увядание нута. Кроме того, сокращение времени созревания снизило подверженность кукурузы поздним вредителям. Однако до сих пор не проводились исследования грунтования семян для возделываемых культур в сельскохозяйственных системах умеренного климата, и в связи с растущим давлением, направленным на сокращение использования химикатов (включая те, которые используются для обработки семян фунгицидами), нехимические обработки приобретают все большее значение в более агроэкологических схемах возделывания сельскохозяйственных культур.

Таким образом, общая цель исследования заключалась в изучении потенциала грунтования семян и их обработки на основе хитозана для обеспечения борьбы с болезнями в качестве стратегии устойчивого управления патогенами озимого ячменя. В частности, цели ученых состояли в том, чтобы проверить гипотезу о том, что грунтование семян и обработка их хитозаном может достичь следующего: (а) вызвать устойчивость к болезням; (b) придают толерантность к болезням и (c) повышают урожайность сельскохозяйственных культур в условиях умеренного климата на полях.

Полевые эксперименты были проведены для определения эффектов предварительного грунтования семян (OSP) и предварительной обработки хитозаном (CHP) на двух разных полевых участках с использованием трех разных сортов в фунгицидных/нефунгицидных режимах. В целом, не было обнаружено никаких доказательств того, что CHP или OSP могут вызывать эффективную резистентность в условиях умеренного поля. Тем не менее, эти полевые испытания позволили идентифицировать признаки-кандидаты, обеспечивающие устойчивость (и избежание) от болезней при первичном и вторичном распространении мучнистой росы. Таким образом, эти обработки семян могут обеспечить устойчивость к болезням и избежание от них, но эти преимущества зависят, прежде всего, от успешного укоренения и роста.

Обеспечение устойчивой борьбы с болезнями путем обработки семян является привлекательным по практическим и экологическим причинам по сравнению с опрыскиванием полей фунгицидами. Однако степень того, как обработка семян может дополнять комплексную борьбу с вредителями (IPM) в традиционных сельскохозяйственных системах умеренного климата, кажется ограниченной. Вызывание устойчивости семян затруднено постоянным взаимодействием с биотическими и абиотическими элементами, которые компенсируют проявление индуцированной устойчивости у полевых культур. Обработка семян может обеспечить устойчивость к болезням и их избеганию, но эти преимущества будут зависеть от успешного укоренения и в первую очередь силы. Таким образом, обработка семян на основе хитозана и их грунтование лучше всего подходит для использования с яровыми культурами или в полузасушливом сельском хозяйстве, где добавленная сила всходов может более четко превзойти другие взаимодействия и способствовать проявлению толерантности и избегания болезней. Наконец, для разработки более эффективных методов обработки для традиционного сельского хозяйства также требуется лучшее понимание атмосферы и воздействия обработки семян на экссудаты семян и их последующее прорастание, а также взаимодействие с сообществами почвенных микробов.

Источник

Распространяется в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution

Популярные статьи