Зерна мягкой пшеницы характеризуются низкими концентрациями полезных веществ кальция, калия и магния, которые могут частично удаляться с отрубями во время процессов помола. Итальянские ученые проверили, можно ли улучшить качество зерна применением внекорневой подкормки, то есть провести агрономическую биофортификацию

«Биофортификация - это процесс, с помощью которого можно регулировать содержание некоторых желаемых питательных веществ в съедобных растениях путем устойчивых и рентабельных методов, таких как удобрение или селекция», поясняют авторы статьи «Биообогащение зерна мягкой пшеницы комбинацией кальция, магния и калия посредством внекорневых удобрений», опубликованной в журнале Agronomy 2021 на портале MDPI.

«Цель биофортификации - производить основные продукты питания, содержащие большее количество биодоступных минералов и некоторых пищевых соединений, такие как фолиевая кислота, витамин B1, B6 и витамин E в съедобных частях растений.

Агрономическая биофортификация путем внекорневой подкормки привлекает все большее внимание поскольку, помимо основной цели, способствует повышению урожайности – удобрения содержат, в частности, макронутриенты, такие как азот (N), фосфор (P) и калий (K) могут проникать непосредственно в лист.

Ключевые факторы для эффективного поглощения подкормки - возраст листьев и pH растворов для опрыскивания.

Что касается анатомии листа, отсутствие плазмодесматических связей между замыкающими клетками и эпидермальные клетки необходимо учитывать на предмет возможного взаимодействия между питательными веществами.

Например, кальций (Ca) играет важную роль в абсорбции основных ионов, таких как калий (K) и бор (B), а также способен снижать токсическое действие некоторых катионов и модулировать абсорбцию и перемещение некоторых основных элементов, таких как N, P и K, для достижения концентрации, которые не препятствуют усвоению других питательных веществ, таких как марганец (Mn) и цинк (Zn).

С учетом возраста листа вносимые питательные вещества на стадии развития быстро проникают через кутикулу.

В злаках эндосперм зерна является наиболее важным источником калорий, а потребление минеральных веществ с зерновыми культурами сильно зависит от процесса измельчения, в то время как биодоступность минералов зависит от обилия антипитательных факторов.

В пшенице значительная часть минералов теряется во время помола, поскольку они более сконцентрированы во внешних слоях зерна. Так, кальций преимущественно присутствует в отрубях, вероятно, из-за его структурной функции. Калий также сконцентрирован в околоплоднике вместе с кальцием и магнием.

Биодоступность минералов в продуктах из пшеницы, как правило, низкая, по причине высокого содержания фитиновой кислоты, сильного ингибитора всасывания минералов, который образуется при созревании зерна.

Пшеничная солома содержит примерно в три и восемь раз большее количество калия и магния, соответственно, по сравнению с зернами.

Среди наиболее интересных стратегий повышения качества пшеницы, многообещающие результаты по увеличению содержания протеина в зерне показало опрыскивание по листу азотом во время между колошением и цветением.

В контексте биофортификации надо отметить, что не хватает научных знаний о внекорневой подкормке такими минералами, как Ca, Mg и K, зерновых культур.

На этом фоне настоящее исследование было направлено на изучение эффективности комбинированного биообогащения Ca + K + Mg путем внекорневой подкормки для улучшения питательной ценности зерна с сохранением урожайности и без риска токсичности, а именно: результаты + 20% и + 40% Ca, Mg и K, применяемых путем внекорневого опрыскивания на стадии колошения у двух сортов с разным содержанием белка. Сорт Е. Solehio (среднее содержание белка) и сорт Vivendo (высокое содержание белка).

Внекорневые удобрения применялись вместе с небольшим количеством мочевины и гидролизата белка в качестве потенциальных носителей.

Самая высокая доза удобрений была эффективна в увеличении содержания калия в зерне на 13% и магния на 16% в Vivendo, и Ca на 7% в Solehio, без усиливающих эффектов мочевины и протеинового гидролизата.

Помимо некоторых качественных преимуществ, связанных с поступлением нитратов, наблюдались незначительные симптомы фитотоксичности, о чем свидетельствует динамика вегетационного индекса NDVI.

Хотя цель биофортификации не была полностью достигнута, это исследование, во-первых, сообщает о возможности повышения одновременно Mg и K и, в меньшей степени, Ca в зернах пшеницы.

Сделан вывод о том, что для эффективного множественного биообогащения следует учитывать реакцию, зависящую от сорта, в то время как необходимы дальнейшие исследования для изучения влияния различных сроков и доз внесения удобрений на улучшение плохой транслокации минералов в зерно».

По статье группы авторов (Франческа Кобальчин, Мирко Вольпато, Альберто Модена, Луиза Финотти, Франческо Манни, Анна Паноццо, Теофило Вамерали), опубликованной на портале www.mdpi.com.