При том, что в полноценной питательной среде лабораторные огурцы и томаты не получили никаких явных преимуществ от биостимулятора, в дефицитной среде гидролизат белка, полученный из бобовых, сработал на отлично

Группа ученых из Свободного университета Больцано и Университета Тушии, Италия, оценили эффективность гидролизата белка, полученного из бобовых, для смягчения дефицита железа у растений. Работа опубликована на портале MDPI.

«Железо (Fe) - один из микроэлементов, который отвечает за качество и количество урожая, поэтому его дефицит существенно влияет на сельскохозяйственное производство на глобальном уровне. – Пишут в своей работе исследователи.

 - Фактически, имея решающее значение для правильного функционирования метаболических процессов, связанных с переносом электронов, таких как дыхание и фотосинтез, а также связанных с биосинтезом основных молекул, например, хлорофилла, Fe играет решающую роль во всем метаболизме (анаболическом и катаболическом) растений.

При малой доступности Fe в питательной среде, у сельскохозяйственных культур наблюдаются типичные визуальные симптомы, такие как межжилковый хлороз молодых листьев и задержка развития всего растения, что делает диагностику нарушения питания довольно простой.

На клеточном уровне нехватка железа вызывает серьезный дисбаланс в ультраструктуре и функциональности хлоропластов, поскольку 90% листового Fe присутствует в хлоропластах, с соответствующими последствиями для всех метаболических путей.

Содержание железа в почвах высокое, это четвертый элемент земной коры по процентному содержанию.

Следовательно, широко распространенная ограниченная доступность Fe для питания растений связана не с его низким абсолютным содержанием в почве, а, скорее, с его чрезвычайно низкой растворимостью.

В частности, для солонцеватых почв характерна недостаточность железа. Учитывая, что эти почвы составляют около 25% поверхности Земли, с агрономической точки зрения актуальность проблемы очевидна.

Что еще хуже, буферная способность этих почв, влияя на pH на поверхности корней, может снизить функциональность механизмов, лежащих в основе усвоения питательных веществ растениями. Таким образом, становится ясно, почему регулирование питания растений для получения железа является предметом пристального внимания в последние десятилетия.

В этом контексте следует упомянуть, что конкретные цели, такие как (i) повышение доступности для растений эндогенных форм Fe в почве, (ii) более высокая эффективность использования экзогенных источников Fe (удобрений), поступающих на листья или в почву и / или (iii) более эффективное метаболическое использование железа, приобретаемого сельскохозяйственными культурами, решалось с помощью различных подходов.

Принимая во внимание прогноз постоянного увеличения плотности населения, а также спроса на продукты питания в ближайшем будущем, одновременно с уменьшением площади пахотных земель, становится ясно, насколько важно найти исчерпывающие ответы (например, новые агрономические методы) к проблеме управления питанием растений.

В этом отношении, необходимо отдавать предпочтение стратегиям, которые также отвечают серьезным текущим вызовам сельского хозяйства по защите окружающей среды.

В контексте устойчивого сельского хозяйства биостимуляторы растений можно с уверенностью считать одним из эффективных инструментов.

Фактически, это новые «экологически чистые» натуральные продукты, способные внести значительный вклад в достижение высоких урожаев хорошего качества.

Эта группа натуральных продуктов включает в себя как вещества / молекулы, так и микроорганизмы, которые, даже при внесении в почву или непосредственно на растения в очень небольшом количестве, позволяют повысить эффективность всего процесса получения питательных веществ растениями, а также повысить уровень устойчивости к абиотическим стрессам.

Положительные эффекты биостимуляторов обычно приписываются косвенному влиянию на свойства почвы и микробную активность в ризосфере (что, в свою очередь, способствует росту и развитию растений) или прямому действию на свойства растения, способствующие его росту.

Что касается последнего, сообщалось, что некоторые категории биостимуляторов могут улучшить питание растений за счет повышения эффективности процесса усвоения питательных веществ, независимо от уровней питательных веществ, непосредственно поступающих с биостимулятором.

Это действие в основном можно приписать трем основным группам веществ, включая гуминовые вещества, гормоносодержащие продукты и гидролизаты белков.

Гидролизаты белков -  это азот (N) -содержащие соединения, полученные термическим, химическим и / или ферментативным гидролизом различного сырья растительного или животного происхождения.

Было доказано, что гидролизаты белков растительного происхождения очень эффективны в повышении продуктивности сельскохозяйственных культур.

Целью данной работы стала оценка эффекта гидролизата белка, полученного из бобовых, на рост и развитие растений и проверка способности биостимулятора смягчать эффекты дефицита железа.

Томаты и огурец были выбраны в качестве моделей из-за их экономической и социальной значимости.

Томат - один из самых популярных овощей в мире и третья по величине овощная культура в мире после картофеля и лука. Ведущими странами-производителями томатов в мире являются Китай, Индия, США, Турция, Египет, Иран, Италия, Испания и Бразилия с общей обрабатываемой площадью около 4,73 млн га и производством 163,96 млн тонн.

И томаты, и продукты на их основе (томатный соус и сок) обладают большой питательной ценностью, поскольку они богаты несколькими питательными веществами, включая витамины.

Огурец – не менее популярная культура с широкими площадями выращивания и сбытом. Основные страны-производители огурца – это Греция, Голландия, Финляндия и Германия.

В ходе работы было проверено, может ли внекорневое внесение протеинового гидролизата улучшить параметры роста (выраженные в виде свежей массы побегов и корней и относительное содержание хлорофилла), а также накопление питательных веществ в тканях как побегов, так и корней растений томатов и огурцов.

В конечном итоге сочетание ограниченного поступления Fe и применения биостимулятора позволило дополнительно оценить влияние гидролизата протеина на способность растения справляться с дефицитом железа.

Полученные результаты показывают, что применение белковых гидролизатов не повлияло на скорость роста и развитие как томатов, так и огурцов, получавших адекватное питание всеми питательными веществами.

С другой стороны, вклад биостимулятора в повышение продуктивности растений в условиях пищевого стресса имел первостепенное значение, что указывает на эффект компенсации.

Фактически, в контексте устойчивого сельского хозяйства возможность иметь натуральные продукты / молекулы, способные стимулировать рост растений и производить их в неоптимальных почвенных условиях и / или лучше использовать эндогенные почвенные ресурсы питательных веществ, имеет особую ценность».

(Источник: www.mdpi.com. Авторы: Сильвия Челлетти, Стефания Астольфи, Николетта Гульельмо, Джузеппе Колла, Стефано Ческо, Таня Миммо).