Картофель является одной из наиболее уязвимых культур в условиях изменения климата, связанного с такими явлениями, как длительные засухи, сильная жара и непредвиденные заморозки. Хотя методы управления вызывают около 67% колебаний урожайности картофеля, изменение климата может свести на нет весь урожай.
Стадии развития картофеля, такие как прорастание, всходы и развитие листовой поверхности, чувствительны к температуре. Температурные пороги и чувствительность фотопериода имеют жизненно важное значение для определения развития картофеля и инициации формирования клубней и варьируются в зависимости от сорта картофеля.
Когда температура превышает 30 °C, это может вызвать медленное зарождение и развитие клубней, а также физическое повреждение клубней. Между тем, повышение уровня CO 2 увеличивает степень восприимчивости картофеля к вредителям и болезням.
Поиск новых стратегий, гарантирующих удовлетворение потребностей в питании сегодняшнего и будущих поколений, в настоящее время является ключевым моментом сельскохозяйственных исследований.
Использование биостимуляторов на основе агента биоконтроля, такого как Trichoderma spp. может стать отличной альтернативой для сокращения использования пестицидов, а также для смягчения последствий биотического и абиотического стресса.
Несколько видов триходермы уже зарегистрированы в качестве микробных агентов биологической борьбы в средствах защиты растений, коммерциализированных для борьбы с широким спектром болезней растений.
В природе виды Trichoderma spp. распространены повсеместно и способны выживать в ризосфере в качестве умелого конкурента с фитопатогенами. Многочисленные исследования продемонстрировали биоконтрольную активность рода Trichoderma в отношении Fusarium spp. и Rizoctonia solani, которые могут привести к огромным потерям при выращивании картофеля.
Адаптивное поведение триходермы обусловлена способностью изменять условия ризосферы в свою пользу, производя сидерофоры для хелатирования железа, или конкурировать за основной источник углеводов в почве, который является лимитирующим фактором для роста микроорганизмов.
Конкуренция — это лишь один из способов выживания, реализуемый родом Trichoderma. Фактически известны также его свойства продуцировать антибиотические вещества (антибиозы), например метаболиты летучей или нелетучей природы, ограничивающие рост других фитопатогенов. Продукция этих вторичных метаболитов специфична для каждого вида и включает такие соединения, как арзиановая кислота, аламетицины, триколины, антибиотики-пептаиболы, 6-пентил-α-пирон, массойлактон, виридин, глиовирин, глисопренин и гептелидовая кислота.
Микопаразитизация возникает, когда Trichoderma spp. вступает в контакт с хозяином после закрепления посредством образования аппрессорий на поверхности мишени. В местах крепления аппрессорий будут образовываться гифы, которые продуцируют гидролитические ферменты (хитиназы), необходимые для деградации клеточной стенки хозяина. Некоторые виды Trichoderma, взаимодействуя с растением-хозяином, влияют на физиологию, морфологию и обмен веществ растений.
Кроме того, колонизация триходермой способствует поглощению азота и солюбилизации фосфора, увеличивая урожайность даже при отсутствии удобрений, например, увеличивая эффективность использования воды, уменьшая устьичное отверстие растений и увеличивая фотосинтез хлорофилла.
Один из основных эффектов колонизации растений триходермой – это запуск индуцированной системной резистентности, непрямого защитного механизма, активируемого генами, которые кодируют выработку белков, связанных с выработкой гормонов, таких как салициловая кислота или жасмоновая кислота и этилен в качестве первичный сигнал резистентности хозяина после продукции антимикробных метаболитов.
Наконец, в комплексной защите растений рекомендуется использовать препараты с триходермой в программе фунгицидной защиты, чтобы снизить дозы фунгицидов для борьбы с болезнями растений и, следовательно, их остатков на убранных культурах.
Исследования, касающиеся влияния взаимодействия Trichoderma с растениями, выявили значительное влияние на многие садовые культуры, такие как дыни, томаты, огурцы, баклажаны, горох, салат, руккола, фасоль и декоративные растения.
Недавно команда итальянских ученых оценила смеси двух новых выбранных штаммов Trichoderma на устойчивое управление выращиванием картофеля, качество и количество продукции.
Два штамма триходермы из коллекции Института устойчивой защиты растений Национального исследовательского совета Италии (IPSP – CNR) были охарактеризованы на морфологическом и молекулярном уровнях. Штаммы (T. asperelloides - 1A и T. harzianum - 1B) выращивали на чашках Петри с картофельно-декстрозным агаром, а затем помещали при 25°C примерно на 7 дней, чтобы обеспечить развитие мицелия и споруляцию.
Были проведены тесты на антагонизм in vitro для оценки микопаразитной активности двух штаммов Trichoderma против четырех различных грибных патогенов (Sclerotinia sclerotiorum, Fusarium oxysporum, Aspergillus sp. и Botrytis cinerea), а также на устойчивость двух изолятов Trichoderma к активным веществам трех коммерческих фунгицидов (проквиназид, тетраконазол и биомические танины.
По результатам, эффект ингибирования патогенов изолятом 1А T. asperelloides колебался от 21% в отношении Asperigillus sp. максимум до 36% при конкуренции с F. oxysporum. Вместо этого изолят T. harzianum 1B продемонстрировал более вариабельное микопаразитное поведение с процентом ингибирования в диапазоне от минимум 0% при конкуренции с B. cinerea до максимум 100% в отношении Aspergillus sp.
Это подчеркивает тот факт, что ингибирующая способность строго зависит от тестируемого штамма Trichoderma.
Из трех протестированных фунгицидов тетраконазол оказался наиболее эффективным в ингибировании роста двух штаммов Trichoderma, что привело через 7 дней к 100% и 54% ингибированию роста T. asperelloides (1A) и T. harzianum (1B) соответственно. Проквиназид и биомик (танины) оказались неэффективными в ингибировании роста двух штаммов триходермы, зафиксировав процент ингибирования, равный 0% для обоих.
Далее было поставлено полевое исследование из трех вариантов обработки, включая обычное выращивание без триходермы в виде контроля, с использованием коммерческого продукта с триходермой и нового состава с триходермой, изготовленного из упомянутых двух штаммов. Новый биопрепарат распределяли из расчета 30 кг на гектар по борозде возле клубня одновременно с посадкой, а коммерческий препарат применяли, следуя инструкциям на этикетке. Для целей плана эксперимента оценивались сорта картофеля: Инова, Коломба, Агата и Цицерон в порядке возрастания зрелости или относительной скороспелости цикла созревания. Экспериментальные поля, расположенные в регионе Кампания (Айрола, Червинара, Маддалони и Ачерра), имели супесчаную почву, а поле Авеццано в регионе Абруццо — глинистую почву.
Применение нового биопрепарата способствовало росту растений картофеля и привело к значительному увеличению свежей (+107%) и сухой массы растений (+74%), а также свежей массы клубней картофеля (+37%) и количества (+41%, а также повысилась урожайность картофеля (+36%). Эти результаты позволяют предположить, что биопрепарат является жизнеспособной альтернативой для сокращения использования пестицидов и смягчения биотического и абиотического стресса при выращивании картофеля.
По статье группы авторов (Анджело Наполитано, Мауро Сенаторе, Симона Колучча, Франческа Паломба, Маргарита Кастальдо, Тереза Спасано, Алессио Джованни Авино, Андреа Витале, Антонелло Бонфанте, Адриана Сакко, Мишелина Руокко), опубликованной в журнале Horticulturae 2024 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
