Международное сотрудничество ученых из Ирана (Кафедра защиты растений, факультет сельского хозяйства, Рафсанджанский университет Вали-э-Аср) и Франции (Исследовательский отдел индуцированной резистентности и биологической защиты растений, UFR Sciences, Университет Реймса Шампань-Арденны) привело к созданию улучшенного способа защиты культуры огурца. Исследование опубликовано в журнале Agronomy 2022 на портале MDPI.
«Заболевание растений огурца «черная ножка», часто вызываемое патогеном Pythium aphanidermatum, считается одним из самых вредоносны. Помимо быстрой гибели сеянцев, этот вид также вызывает корневую гниль. Использование фунгицидов остается наиболее в поле и теплице. Тем не менее, агрохимические вещества по-прежнему создают многочисленные проблемы, такие как загрязнение окружающей среды, появление устойчивости фитопатогенных грибов к фунгицидам и остаточные токсины на продукте, не говоря о растущей стоимости пестицидных продуктов. – Пишут авторы. - Биологическая защита с использованием микробных антагонистов все чаще рассматривается как альтернатива.
Не нанося вреда растению и окружающей среде, полезные микробные агенты также повышают урожайность. Например, бактерии Streptomyces, присутствующие в ризосфере, прямо и/или косвенно увеличивают рост растений.
Прямая стимуляция роста происходит, когда к растению доставляют синтезированное бактериями соединение или когда бактерии улучшают усвоение растениями питательных веществ из почвы.
Потенциальные вклады этого типа могут включать фиксацию азота, синтез сидерофоров, синтез фитогормонов и солюбилизацию минералов, чтобы сделать их доступными для поглощения и использования растениями.
Непрямая стимуляция происходит, когда они подавляют вредное действие одного или нескольких повреждающих микроорганизмов. Продукция антибиотиков, сидерофоров, цианистого водорода и различных ферментов, таких как протеазы, липазы, хитиназы, целлюлазы и др., считается наиболее важными механизмами биологической борьбы с фитопатогенами этими бактериями.
Обычно вскоре после их инокуляции в почву популяция бактерий быстро уменьшается для большинства ризобактерий, стимулирующих рост растений, когда они поставляются без подходящего носителя.
Бактериальная композиция для использования в полевых условиях должна быть разработана таким образом, чтобы обеспечить надежный источник бактерий, которые выживут в почве и при необходимости станут доступными для сельскохозяйственных культур.
Одним из важнейших вопросов в области биологического контроля является установление связи между полезными бактериями, прошедшими скрининг в лаборатории, и их промышленным применением. Поэтому при разработке средств биоконтроля необходимо изучить оптимизацию условий массового производства и подобрать подходящий носитель для их конечной рецептуры.
Инкапсуляция бактерий в биоразлагаемую матрицу представляет собой относительно новый метод в сельскохозяйственной науке. Он сохраняет бактериальные агенты в неблагоприятных условиях окружающей среды и повышает их эффективность в увеличении роста растений и борьбе с фитопатогенами. Кроме того, одним из наиболее важных преимуществ состава является постепенное высвобождение бактерий из шариков. В результате колонизация корней растений желаемым штаммом лучше.
В настоящее время комплекс биополимеров является одним из наиболее широко используемых методов инкапсуляции.
Процесс инкапсуляции основан на притягивающем взаимодействии двух полимеров с двумя типами различных электрических зарядов при определенном pH, что приводит к фазовому разделению в процессе и, следовательно, к образованию микрокапсул.
Стенка капсулы задумана для защиты от выхода микроорганизмов во внешнюю среду до идеального момента. Существует несколько биоразлагаемых полимерных матриц, которые были исследованы на предмет инкапсуляции бактерий, включая альгинат, хитозан, крахмальные системы, карбоксиметилцеллюлозу, белково-полисахаридные смеси, используются полимолочная кислота и полимолочная-со-гликолевая кислота. Среди них альгинат (ALG), аравийская камедь (AG), желатин, хитозан и геллановая камедь чаще всего встречаются в отчетах об исследованиях.
В этой научной работе была предпринята попытка предоставить подходящую рецептуру для штамма Streptomyces fulvissimus Uts22 на основе альгината-аравийской камеди и наночастиц (SiO 2 и TiO 2) послойным методом.
Рентгеновская дифракция (XRD) и инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) показали, что при добавлении аравийской камеди в композицию происходит электростатическое взаимодействие между альгинатом и аравийской камедью. Изображение шариков, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывает кубическую форму и хорошую дисперсию микрокапсул.
Сообщается, что эффективность инкапсуляции в приготовленном составе составляет 94%. Максимальный выход бактерий из капсулы отмечен на 35-й день хранения, около 109 КОЕ/г.
Эксперименты в теплице показали, что инкапсулированные бактерии привели к снижению заболеваемости огурцов питиозным увяданием на 95 % и продемонстрировали большее потенциальное влияние на улучшение признаков роста растений, чем свободные бактерии».
По статье группы авторов (Рухаллах Сабери Рисех, Моджде Моради Пур, Эссаид Айт Барка), опубликованной на портале www.mdpi.com.
Фото: pixabay.com.
