Польские ученые проверили, как отреагируют растения кукурузы на самый перспективный биогербицид

Группа ученых из Сельскохозяйственный университет в Кракове, Познаньского университета естественных наук и Лодзинского технологического университета провела научную работу в отношении одного из самых перспективных биогербицидов, основанного на эфирном масле мяты перечной, в отношении не только сорняков, но и растений кукурузы.

Эфирные масла некоторых растений, богатые монооксигенированными монотерпенами, уже подробно изучены на предмет их аллелопатического потенциала против прорастания и раннего роста сорняков.

Ученые полагают, что в будущем их можно будет применять в качестве так называемых ботанических гербицидов в системах органического и устойчивого производства продуктов питания. Основное преимущество перед синтетическими гербицидами состоит в том, что биопродукты обладают разными механизмами действия и легко разлагаются микроорганизмами в окружающей среде.

Одним из перспективных эфирных масел для борьбы с сорняками является эфирное масло (ЭМ) перечной мяты. Его основными соединениями являются ментол и ментон, оба монооксигенированные монотерпены, составляющие вместе 45–80% масла.

Эфирное масло мяты дешево и широко доступно на мировом рынке.  Его получают паровой дистилляцией из листьев растений, выращиваемых в Европе, Америке и Азии, и масло имеет многоцелевое применение, например, в косметической, пищевой и фармацевтической промышленности.

В качестве потенциального ботанического гербицида ЭМ перечной мяты демонстрирует значительные аллелопатические эффекты, подавляя прорастание и ранний рост различных видов сорняков, и поэтому относится к потенциальным довсходовым биогербицидам.

Однако для эффективного применения эфирное масло перечной мяты должно быть микрокапсулировано или нанокапсулировано. В обоих методах жидкая микрокапля или нанокапля окружена твердыми носителями различных типов, что обеспечивает точное нанесение и снижает испарение. Инкапсуляция также увеличивает биологическую активность вещества за счет его медленного высвобождения.

Одним из распространенных носителей микрокапсулированных эфирных масел мяты является мальтодекстрин - полисахарид с высокой растворимостью в воде и низкой вязкостью.

Но мальтодекстрин в высоких дозах (200 г / м2) оказывает фитотоксическое действие не только на сорняки, но и на сельскохозяйственные культуры. Впрочем, и опрыскивание растений кукурузы эмульсией с эфирным маслом мяты перечной вызвало серьезные некрозы на листьях, снижение биомассы и метаболические нарушения.

Более того, в полевом эксперименте мята перечная как предшественник значительно снизила рост и продуктивность последующей кукурузы.

Интересно, что восприимчивость растений может быть до некоторой степени изменена типом субстрата для выращивания. Так, горчица белая более устойчива к присутствию мятного биогербицида в глинистой почве, чем в вермикулите.

Аналогичным образом были проверены реакции растений кукурузы на различные дозы микрокапсулированного масла мяты перечной и (мальтодекстрина в зависимости от типа субстрата (глинистая почва и вермикулит) и сорта кукурузы.

Фитотоксическое действие было оказано на кукурузу во всех субстратах уже в низкой дозе (36,0 г / м2), что проявлялось в задержке всходов, снижении роста и накопления биомассы.

Мальтодекстрин вызвал значительное сокращение биомассы корней кукурузы. В глинистой почве при самой высокой дозе мальтодекстрина (145 г / м 2) снижение веса сухих корней было на 43% и 48% для сортов «Agrojanus» и «KWS Stabil» соответственно по сравнению с необработанным контролем.

В обеих почвах при самых высоких дозах всходы либо появлялись на несколько дней позже (2–9) от контроля, либо растения не всходили вообще. Среди протестированных сортов кукурузы наиболее длительные задержки в появлении всходов наблюдались при выращивании «KWS Stabil» в вермикулите, смешанном с мятным биогербицидом (от 9 до 12 дней).

«Наши результаты показали, что микрокапсулированное масло мяты перечной, которое наносится на субстрат и смешивается перед посевом кукурузы, отрицательно влияет на начальный рост кукурузы. Этот эффект зависит от дозы, типа субстрата и сорта кукурузы. Неблагоприятные эффекты включают задержку всходов кукурузы, подавление удлинения корней и побегов и снижение накопления биомассы. Проведенные ранее эксперименты показали, что кукуруза подвержена фитотоксическому действию водных препаратов, содержащих эфирное масло мяты перечной, т.е. водные растворы масла влияют на прорастание семян кукурузы и развитие проростков. Когда масло перечной мяты распыляется на листья в виде эмульсии масло-в-воде, то вызывает ожоги листьев.

Сорбционная способность вермикулита и глинистой почвы по отношению к микрокапсулированному ЭМ мяты перечной и связанная с этим восприимчивость кукурузы должны быть изучены в ближайшем будущем, чтобы лучше понять механизм действия», заключают авторы.

Исследование опубликовано на портале Agronomy. Авторы: Агнешка Синовец, Ян Бочановски, Агнешка Краевска).

(Источник: www.mdpi.com).