Селеновый чеснок очень полезен для здоровья потребителей, а листовая обработка позволяет быстро доставлять микроэлемент в нужном количестве без чрезмерной токсичности.
Чеснок (Allium sativum L.), двулетнее травянистое растение рода Allium семейства Лилейных, имеет значительную экономическую и лекарственную ценность. Его активный компонент, аллицин, называют «природным антибиотиком широкого спектра действия», а его предшественник, аллиин, называют «пенициллином, выращенным из земли».
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей китайских исследователей (Ключевая лаборатория биологии и генетической селекции батата, Министерство сельского хозяйства и развития села, Сюйчжоуский институт сельскохозяйственных наук в районе Сюйхуай провинции Цзянсу; Научно-исследовательский институт батата, Китайская академия сельскохозяйственных наук), в которой уделяется внимание биообогащению чеснока селеном.
Китай, как ведущий мировой производитель чеснока, обеспечивает более 90% мирового производства. Например, в провинции Цзянсу площадь посадки чеснока достигла 82 000 га в 2024 году (увеличившись на 3333,33 га), с производством 1,42 млн тонн (увеличение на 70 000 тонн) и экспортной выручкой в 420 млн долларов США, что подчеркивает решающую роль этой отрасли в увеличении доходов фермеров в Китае.
Селен, необходимый микроэлемент для организма человека, участвует в различных метаболических процессах. Его дефицит может привести ко множеству заболеваний. Клинические исследования подтвердили, что соответствующее добавление селена может эффективно облегчить поражение почек, вызванное отравлением свинцом, у детей, уменьшить побочные эффекты лучевой терапии и потенциально улучшить симптомы эпилепсии.
Дефицит селена является серьезной проблемой в Китае, где 72% населения проживает в районах с дефицитом селена. Кроме того, проблемы дефицита селена в почве присутствуют в 22 провинциях по всей стране, что приводит к общему низкому содержанию этого важного микроэлемента в сельскохозяйственной продукции.
Чеснок сам по себе обладает замечательной способностью обогащать пищу селеном: содержание селена в нем в 20–30 раз превышает содержание в обычных овощах, что делает его идеальным источником пищевой селеновой добавки.
Предыдущие исследования показали, что обеспечение растений микроэлементами, такими как селен, с помощью агрономических и биологических методов обогащения может улучшить питательные качества сельскохозяйственных культур и увеличить содержание микроэлементов в продуктах и побочных продуктах. Поэтому рациональное применение селеновых удобрений особенно важно при выращивании чеснока в районах с дефицитом селена.
Применение селеновых удобрений также повышает урожайность, качество и устойчивость к стрессам: на пшенице оно значительно увеличивает содержание селена в зернах и повышает устойчивость к стрессам.
В настоящее время селеновые удобрения в основном подразделяются на четыре типа: наноселеновые удобрения, биологические селеновые удобрения (микробные селеновые удобрения), органические селеновые удобрения и неорганические селеновые удобрения.
Многочисленные исследования подтвердили, что опрыскивание листьев более эффективно, чем внесение в почву, поскольку опрыскивание по листу может быстро транспортировать питательные вещества к определенным частям растения, тем самым оптимизируя поглощение питательных веществ, рост и развитие.
Концентрация вносимого селена должна строго контролироваться: при высоких концентрациях он становится токсичным для некоторых растений, приводя к задержке роста, изменению фотосинтетических пигментов и хлорозу. В предыдущих экспериментах по опрыскиванию листьев и внесению в почву концентрация селена была ниже 100 г селена на гектар, и в этом диапазоне наблюдалось стимулирующее действие селена на рост растений.
Предыдущие исследования внекорневого внесения серных удобрений в чеснок проводились после периода повторного зеленения чеснока (около 20 марта) с внесением каждые семь дней до периода расширения луковицы, что дает ссылку для установления времени удобрения в этом исследовании.
В этом исследовании систематически оценивались четыре различных состава селеновых удобрений: наноселеновое удобрение, хелатированное EDTA селеновое удобрение, органическое селеновое удобрение и микробное селеновое удобрение. Более конкретно, использовались наноселеновые удобрения (Zhongnong Selenium Science and Technology Rich Selenium Research Institute Co., Se ≥ 5%), хелатные селеновые удобрения EDTA (Zhengzhou Zhengyan Biotechnology Co., Se ≥ 10%), органические селеновые удобрения (Yangling Aobang Bioscience Co., Ltd., Se ≥ 500 мг·л) и микробные селеновые удобрения (Zhengzhou Kaijin Agricultural Science and Technology Co., Se ≥ 2000 мг·л), а также разработано 13 комбинаций обработки.
Используя чеснок «Сюйсуань 918» («Xusuan 918») в качестве экспериментального материала, ученые применили комплексные аналитические подходы, включая анализ главных компонентов и методологию функций принадлежности, чтобы определить оптимальный протокол удобрения для выращивания чеснока, обогащенного селеном.
Проведены два последовательных эксперимента по скринингу селенового удобрения для чеснока с 2023 по 2025 год. Испытуемый сорт чеснока «Сюйсуань918» был высажен в два сезона, 1 октября 2023 и 2024 годов соответственно, на экспериментальной базе Сельскохозяйственной академии Сюйчжоу (Сюйчжоу, Китай), по рандомизированному блочному плану с тремя повторениями на обработку. Условия посадки: расстояние между растениями 12 см, между рядами 20 см, площадь делянки 10 м² (2 м × 5 м). Агротехника выращивания растений проводилась по общепринятым правилам.
Применение удобрения селена (Se) проводилось путем внекорневой подкормки во время критических стадий роста чеснока, а именно во время стадии повторного зеленения (20 марта 2024 и 2025 гг.), стадии выхода в трубку (20 апреля 2024 и 2025 гг.) и стадии увеличения луковицы (30 апреля 2024 и 2025 гг.).
Каждая критическая стадия роста сопровождалась одной внекорневой подкормкой с расходом 2 л селенового удобрения на участок. Наблюдаемые показатели включали:
1. На стадии выхода в трубку измеряли высоту растения и площадь листьев.
2. На стадии созревания луковиц измеряли сырой вес и качественные показатели (содержание витамина С, растворимого сахара, растворимого белка и аллицина).
3. После сушки луковиц регистрировали сухой вес луковиц и агрономические показатели (высоту луковицы, диаметр луковицы и вес одной луковицы).
4. Определяли содержание селена в листьях и луковицах.
В течение этих двух лет погода на месте посадки была аномально высокой, и с марта по апрель 2024 и 2025 годов наблюдалась непрерывная засуха. Предыдущие исследования показали, что высокая температура и засуха могут повлиять на урожайность чеснока, особенно аномальная погода на стадии роста после повторного зеленения чеснока, что оказывает особенно значительное влияние на урожайность луковиц чеснока.
Рост растений сильно зависит от засухи. Дефицит воды приводит к закрытию устьиц, фотоингибированию и снижению выхода фотонов ФСII. Структура хлорофилла и хлоропластов накапливает повреждения. В условиях дефицита воды фотосинтез листьев изначально снижается из-за снижения устьичной проводимости (вызванной абсцизовой кислотой), что приводит к снижению поглощения CO2. Поскольку стресс сохраняется, метаболические повреждения еще больше подавляют фиксацию CO2, тем самым влияя на накопление сухого вещества.
Многие ученые обнаружили, что применение селената может защитить хлоропласты, сохранить их структурную целостность и функциональность, снизить воздействие активных форм кислорода и улучшить стабильность переноса электронов в фотосинтезе, тем самым увеличивая скорость фотосинтеза и усиливая засухоустойчивость растений.
Сорт чеснока, используемый в этом эксперименте, может достигать урожайности луковиц более 24 т с га в нормальных климатических условиях.
В этом исследовании из-за неблагоприятных погодных условий урожайность луковиц контроля составила всего 17,64 т с га. После внесения селенового удобрения максимальная урожайность достигла 20,95 т с га. То есть, листовое внесение селена может снизить влияние неблагоприятных условий на урожайность.
В этом исследовании установлено, что накопление селена в листьях было намного выше, чем в луковицах, что согласуется с предыдущими исследованиями – селен в растениях накапливается в основном в надземных частях.
«Мы можем увеличить эффективность поглощения и использования селена путем опрыскивания листьев. Сравнивая соотношение содержания селена в луковицах и листьях, мы обнаружили, что перенос селена из листьев в луковицы был выше при обработке нано-селеновым удобрением, и наблюдалась тенденция к увеличению с концентрацией. Это указывает на то, что эти обработки могут эффективно способствовать переносу селена из вегетативных органов в запасающие органы. Этот результат дает важную основу для выбора селеновых удобрений при производстве чеснока, обогащенного селеном», - отметили авторы работы.
Аллицин - это натуральное соединение, синтезируемое чесноком, которое оказывает защитное действие против воспаления тканей и ремоделирования сосудов, опосредованных окислительным стрессом. Содержание аллицина является основным показателем питательной ценности чеснока. В исследовании установлено, что применение наноселенового удобрения может значительно увеличить содержание аллицина в луковицах, и это содержание увеличивалось с увеличением концентрации наноселенового удобрения.
Полевые испытания, охватывающие два последовательных производственных цикла (2023–2025 гг.), позволили провести всесторонний анализ всех групп обработки, оценить надземные морфологические признаки, урожайность луковиц, накопление селена и питательные качества, с последующей оценкой с использованием анализа главных компонентов и методологии функции принадлежности.
Основные результаты показывают, что для стимуляции роста: удобрение селеном значительно усилило надземный рост, при этом 50 мг·л органического Se показали оптимальную эффективность. Повышение урожайности: обработка микробным Se в концентрации 25 мг·л достигла самого существенного увеличения урожайности. Улучшение качества: питательная ценность (растворимые сахара, витамин С и т.д.) и обогащение селеном были максимизированы при внесении 50 мг/л нано -Se. Комплексная оценка показала, что обработка 50 мг/л нано - Se (значение D: 0,571) продемонстрировала превосходные результаты по всем параметрам: стимуляция роста (увеличение ширины растения на 21,83%), повышение урожайности (на 10,04% выше сухой массы по сравнению с контрольным вариантом) и улучшение качества (в 29 раз больше содержание селена в луковицах). Эти результаты позволяют считать данную формулу рекомендуемым протоколом удобрения для производства чеснока, обогащенного селеном.
Источник: Plants 2025, doi.org/10.3390/plants14162505