В связи с жалобами от некоторых производителей на повреждение кукурузы гербицидами с мезотрионом, китайские ученые провели собственное исследование, чтобы установить детали.
Кукуруза занимает центральное место в производстве продовольствия в Китае, а гербицидная прополка является необходимым фактором выращивания.
Сорняки не только конкурируют с кукурузой за воду, питательные вещества и солнечный свет, но и усугубляют распространение вредителей и болезней, серьезно влияя на урожайность кукурузы.
Поскольку гербициды продолжают совершенствоваться, химическая борьба с сорняками стала предпочтительным методом борьбы с сорняками на кукурузных полях и внесла значительный вклад в сельское хозяйство и производство продовольствия.
Класс гербицидов-ингибиторов п-гидроксифенилпируват-диоксигеназы (HPPD) является одним из репрезентативных гербицидов. Мезотрион — это гербицид-ингибитор HPPD, зарегистрированный и выпущенный на рынок компанией Syngenta в 2001 году и начавший продаваться на северо-востоке Китая в 2006 году.
Этот гербицид стал одним из самых популярных гербицидов на кукурузных полях благодаря таким преимуществам, как низкая дозировка, низкий остаток в почве и безопасность для последующих культур. Его широкомасштабное применение открыло новую эру безопасного контроля сорняков после появления всходов на кукурузных полях в Китае. Однако, неоднократно сообщалось о серьезных проблемах с повреждением кукурузы от препарата, вызванном неправильным или чрезмерным использованием этих гербицидов. В связи с этим команда исследователей Агрономического факультета Шэньянского сельскохозяйственного университета уточнила особенности применения мезотриона на кукурузе с учетом сортов в полевом производстве.
HPPD является ключевым ферментом в метаболизме тирозина в растениях. Тирозин превращается в п-гидроксифенилпировиноградную кислоту (HPPA) под действием тирозинаминотрансферазы (ТАТ), а при участии кислорода HPPD может катализировать превращение HPPA в HGA (гомогентисат). В растениях HGA может далее превращаться в пластохинон и токоферол.
Пластохинон является ключевым кофактором в процессе фотосинтеза растений, который может способствовать синтезу каротиноидов и других каротиноидов в растениях. Ингибируя HPPD, мезотрион приводит к блокировке нормального метаболизма тирозина, нарушению синтеза пластохинона и ингибированию биосинтеза каротиноидов. Он заставляет листья растений терять зеленую окраску, становиться белыми или даже увядать и отмирать. Клетки листьев растений претерпевают сложные физиологические и биохимические изменения во время увядания листьев, такие как потеря функции фотосинтетической системы, зеленение хлоропластов, потеря функции и разложение.
Токоферолы являются важными антиоксидантными веществами в растениях, которые могут эффективно повышать устойчивость растений к стрессу. Обработка мезотрионом вызывает снижение содержания токоферола в растениях, накопление клеточных активных форм кислорода, окислительное повреждение белков и липидов и нарушает целостность клеточной мембраны.
Мезотрион избирателен для кукурузных культур, и его селективность для кукурузы зависит от более медленного поглощения и быстрого метаболизма. В настоящее время проводится много исследований стрессовых эффектов послевсходовых гербицидов на обычную кукурузу, но исследований, связанных с мезотрионом, особенно при обработке различных типов культуры, меньше, и физиологические причины их различий в толерантности не ясны, поэтому необходимо их изучить.
В этом эксперименте в качестве объектов исследования использовались четыре различных типа сортов кукурузы: ZD958 (Zhengdan958, обычная кукуруза), SN3 (Shennuo3, восковидная кукуруза), ST6 (Shentian6, суперсладкая кукуруза) и POP16 (Shenbao16, лопающаяся кукуруза для попкорна).
Сравнивая активность фотосинтетических и антиоксидантных ферментов, а также другие показатели четырех различных сортов после обработки, исследователи проанализировали различия в физиологической реакции различных сортов кукурузы на мезотрион (MET) с целью предоставления технических рекомендаций по рациональному использованию этого послевсходового гербицида.
«В этом исследовании мы обнаружили, что содержание каротиноидов в разных сортах кукурузы по-разному реагировало на MET. После обработки MET содержание каротиноидов в ZD958 изначально снизилось, а затем увеличилось, тогда как содержание каротиноидов в трех других сортах продолжало снижаться. На 9-й день после обработки содержание каротиноидов в ZD958 было значительно выше, чем в трех других сортах, а содержание каротиноидов в POP16 было значительно ниже, чем в трех других сортах. Изменения в содержании хлорофилла и содержании каротиноидов были последовательными в четырех сортах, и, таким образом, фотосинтетические реакции разных сортов кукурузы на MET различались. По этому и другим параметрам, реакции на MET различались среди сортов кукурузы, где ZD958 был наиболее устойчивым, за ним следовали SN3 и ST6, а POP16 был наиболее чувствительным. После обработки мезотрионом фотосинтетические показатели, параметры флуоресценции, содержание хлорофилла, ферменты синтеза фотосинтетических пигментов и активность антиоксидантных защитных ферментов в обычной кукурузе были значительно выше, чем в специальных кукурузных сортах. Эту информацию стоит знать, особенно производителям кукурузы для попкорна», заключили авторы работы.
По статье группы авторов (Шуфэн Сан, Лиру Ван, Шуан Ван, На Ю, Сюэмэй Чжун), опубликованной в журнале Agronomy 2024 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.