Уменьшить заражение подсолнечника опасным паразитом помогло применение удобрение с кремнием, которое к тому же повысило количество и качество урожая.
Подсолнечник (Helianthus annus L.) - это ценный источник высококачественного пищевого масла (40–50%), источник белка (17–20%) и товарного корма для скота.
Заразиха подсолнечная (Orobanche cumana Wallr.) – облигатный паразит - в настоящее время представляет собой одну из основных опасностей для посевов культуры, вызывая значительные производственные потери.
O. cumana имеет сложный жизненный цикл, который начинается с восприятия химических сигналов, выделяемых корнями хозяина, за которыми следует прорастание семян и удлинение корешков по направлению к корню подсолнечника. Достигнув целевой ткани, корешок проникает в корневую систему подсолнечника и образует гаусторий. Этот инвазивный орган получает все необходимые питательные вещества через прямые соединения флоэмы в течение своего жизненного цикла, зависящего от хозяина.
Как облигатный паразит O. cumana полностью утратил способность к фотосинтезу. Для борьбы с паразитическими сорняками обычно используются гербицидные стратегии, такие как имидаклоприд в сочетании с устойчивым к гербицидам подсолнечником, севооборот, включающий культуры-приманки – не являющиеся хозяином растения, которые вызывают прорастание семян O. cumana с последующей гибелью паразита.
Правильное удобрение важно для подсолнечника не только с точки зрения урожайности.
Азот (N) и фосфор (P) необходимы для роста и развития растений, а когда растениям не хватает N или P, может возникнуть серия стрессовых реакций.
Предыдущие исследования показали, что дефицит N или P в растениях приводит к увеличению секреции стриголактона, что делает их более восприимчивыми к воздействию O. cumana, особенно в почвах с низким уровнем этих питательных веществ. И, напротив, улучшение плодородия почвы снижает синтез стимуляторов прорастания заразихи, одновременно усиливая защитные механизмы и толерантность хозяина.
Следует отметить, что в настоящее время проводится значительное количество исследований по влиянию азотных и фосфорных удобрений на растения-паразиты. Все больше данных указывает на то, что добавление полезных элементов представляет собой многообещающее направление для решения сельскохозяйственных проблем.
Кремний (Si) - неметаллический элемент, занимающий второе место по содержанию в земной коре и играющий важную, антистрессовую роль в росте и развитии растений, включая подсолнечник.
В исследовании, проведенном командой китайских ученых из Северо-Западного университета A&F в Янлине и Государственной ключевой лаборатории эрозии почвы и засушливого земледелия Института охраны почвы и воды Китайской академии наук и Министерства водных ресурсов, изучалось то, как N, P и Si помогают подсолнечнику повысить устойчивость к инвазиям O. cumana и изменения в показателях роста, структуры микробного сообщества почвенных бактерий и грибов, а также урожайности и качества семян подсолнечника в горшечном и полевом эксперименте.
Было высказано предположение, что кремниевые удобрения будут активировать систему антиоксидантной ферментативной активности хозяина и регулировать структуру микробного сообщества почвы (обогащая полезные микроорганизмы), чтобы помочь подсолнечнику противостоять заражению O. cumana, а также улучшить урожай.
Материалы, использованные в этом исследовании, включали семена подсолнечника (сорт: SH363; приобретены у Sanrui Agricultural Technology Co., Ltd.), семена O. cumana (собраны в 2021 году в уезде Дэнкоу, город Баяннаэр, Внутренняя Монголия, на сельскохозяйственных угодьях, сильно зараженных O. cumana ), мочевину (доступный N ≥ 46%), суперфосфат (P 2 O 5 ≥ 12%; приобретен у китайской компании по производству удобрений), кремниевые удобрения (SiO 2 ≥ 27%; приобретено у компании Xi`an Shengda Bossen Biotechnology Co., Ltd.) и нанокремнезем (SiO 2 ≥ 99%; приобретено у компании Wuxi Taipeng Metal Materials Co., Ltd.).
Полевые эксперименты проводились в уезде Дэнкоу района Линьхэ города Баянаэр Внутренней Монголии, где опытные участки круглый год заражены паразитами O. cumana . Полевые экспериментальные обработки были следующими: доступный N/P = 1:1 (контроль), доступный N/P = 1:5 (NP), кремнеземное удобрение (S) и доступный N/P = 1:5 в сочетании с кремнеземом и нанокремнеземом (NPS), всего проведено четыре обработки.
Сначала были проведены горшечные эксперименты с целью выбора наиболее эффективного способа удобрения и определения физиологических и биохимических показателей подсолнечника. Впоследствии уже поставили полевые исследования по определению физиологических показателей, урожайности, паразитизма O. cumana на подсолнечнике и влияния удобрений на аборигенное микробное сообщество.
Результаты показывают, что по сравнению с контролем обработки N1P5 (N/P = 1:5) и содержанием доступного SiO 2 выше 40 мг/кг позволили значительно снизить численность паразитов O. cumana как в лабораторных, так и полевых условиях.
В полевых условиях внесение удобрений с кремнием позволило не только значительно снизило количество паразитов O. cumana, но и улучшило структуру нативного микробного сообщества с увеличением полезных микроорганизмов, включая Vicinamibacteria и Pyrinomonadaceae.
Кроме того, применение обработки с кремнием значительно увеличило урожайность подсолнечника на 23,82% и содержание сырого протеина на 20,20%. Таким образом, применение кремниевых удобрений может эффективно улучшить микробное сообщество хозяина, уменьшить паразитизм O. cumana и улучшить урожайность и качество подсолнечника.
По статье группы авторов (Тенци Сюй, Джихонг Кэ, Юфан Ван, Ицюн Чжан, Цзяо Си, Сяоминь Вэй, Юнцин Ма, Яньбин Линь), опубликованной в журнале Agronomy 2024 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.
