Кэти Зипп, независимый журналист из Огайо, опубликовала интересную историю на портале www.growingproduce.com, которую сложно оставить без внимания! Давайте почитаем, что пишет Кэти.
«Дэвид М. Гадури работает специалистом по защите растений в Корнелльском университете с 1985 года. В 1990 году произошло нечто интересное, что стало началом многолетней работы и различных экспериментов, которые Гадури и его команда продолжают проводить по сей день.
Однажды отставной инженер, который купил виноградник, договорился о встрече с Дэвидом Гадури и приехал к нему в офис для переговоров.
Этот человек занимался промышленной фотокопировальной обработкой и хотел узнать, смогут ли бактерицидные ультрафиолетовые (УФ) лампы подавить патогены винограда и помочь в борьбе с болезнями?
«Я приступил к этой работе с интересом. Тем более, что сотрудничество с инженером позволило бы провести ряд практических экспериментов с точки зрения техподдержки. Сначала мы приступили к изучению влияния ультрафиолетового излучения на распространенную проблему винограда - мучнистую рос, вызываемую грибом Erysiphe necator. Многие тесты завершились неудачей. Хотя методы облучения ультрафиолетом были эффективными в борьбе с патогеном, они также повредили и виноград, сделав ягоды похожими на крошечный красновато-коричневый картофель».
Но ученые не отказались от идеи, их исследования продолжались в течение следующих двух десятилетий, после чего в команде появился Аруппиллаи Сутпаран, доктор философии. Именно он обнаружил, что применение ультрафиолетового света ночью требует гораздо меньших доз для подавления возбудителя без повреждения растения.
«Это был действительно прорыв, в котором мы нуждались, - рассказывает Гадури. - Использование более низкой дозы ночью, чтобы избежать повреждения при усилении воздействия на патоген, было ключом к успеху».
Ученые воспользовались тем, как патогены интерпретируют свет через повторяющиеся циклы дня и ночи, чтобы регулировать их развитие.
«У возбудителей мучнистой росы есть эволюционная биология, сформированная восходом и заходом солнца, а не электрическим освещением с временным и спектральным распределением, которое им совершенно незнакомо, - поясняет Гадури. - Воздействие бактерицидного ультрафиолетового излучения заставляет ДНК молекулы тимина связываться друг с другом, изменяя генетический код, что влияет на патогенов способность к размножению».
В дневное время повреждение ДНК от природных источников ультрафиолета немедленно восстанавливается естественной биохимической системой возбудителя. Это означает, что механизм восстановления не работает ночью, поэтому УФ-процедуры оптимальны в эти темные часы.
Хотя существуют различные типы ультрафиолетовых ламп, Гадури и его команда обнаружили, что газоразрядные лампы низкого давления с более короткой длиной волны света обеспечивают лучший эффект.
«Это специфические бактерицидные ультрафиолетовые лампы, которые также применяются в пищевой безопасности, в системах очистки воды или в медицине, например, в больницах», - отметил Гадури.
После успешных испытаний технологии на парниковых культурах, таких как клубника, базилик, розмарин, огурцы и помидоры, исследовательская группа была готова перейти к полевым исследованиям. Однако вместо того, чтобы переходить к тестам на винограде, ученые решили попробовать методику сначала на клубнике (землянике садовой).
«Клубника - отличный выбор для нашей научной работы, - говорит Гадури. – Культура имеет постоянные проблемы с мучнистой росой, которую нелегко контролировать с помощью фунгицидов, а также очень устойчива к ультрафиолету. Чувствительность винограда к ультрафиолету находится где-то между клубникой и помидорами. С помощью экспериментов можно подобрать правильную дозу ультрафиолетового излучения, но первоначальные тесты всегда представляют собой череду проб и ошибок».
Частью сложностей полевых испытаний метод применения. В то время как свет легко подвесить над растениями в теплице, практика в полевых условиях требует равномерного применения света над геометрически сложной целью, такой как клубника или виноградная лоза. Кроме того, облучение для растений в поле должно быть достаточно мощным, чтобы добиться результатов при обычной скорости полевой техники, на которой закреплены излучатели.
Ученые придумала арочный массив с серией источников света и изогнутыми отражателями, чтобы обеспечить равномерное освещение вокруг всего блока растений. Тянуть такой массив можно при помощи сельхозтехники.
«Свет внутри конструкции подобен шарикам на бильярдном столе, которые не перестают подпрыгивать, - поясняет Гадури. - Степень отражения обеспечивает доступ ко всем поверхностям растения, а также к верхней и нижней поверхностям листа, что позволяет нам использовать минимально возможную дозу с максимальным охватом».
Время обработки имеет значение, потому что применение ультрафиолета должно быть завершено не позднее, чем за четыре часа до восхода солнца, чтобы свет был смертельным для патогенов. В умеренных широтах продолжительность ночи (например, в период летнего солнцестояния) может составлять менее восьми часов, в результате чего остается только четыре для применения УФ-процедур с оптимальным эффектом. И в этих случаях роботы могут быть лучшим решением.
«Роботы предлагают много преимуществ, - говорит Гадури. - Они не против работать всю ночь, семь ночей в неделю. Они также очень точные и работают на батарейках, поэтому нет затрат на топливо. Роботы также могут включать датчики для мониторинга потребления воды, здоровья и роста растений».
Получив успешные результаты на клубнике в течение нескольких сезонов, команда начала совместные демонстрационные испытания на коммерческих виноградниках в Нью-Йорке, в Университете штата Вашингтон и в Орегоне.
Выбор пал на виноград сорта Шародне. «Это один из наиболее широко используемых сортов в мире. Белый виноград также позволяет нам легче увидеть эффекты фототоксичности или обесцвечивания. Мы решили, что если сможем контролировать мучнистую росу на Шардоне, то сможем контролировать ее на любом сорте винограда!», - рассказывает Гадури.
В 2019 году эксперименты на Шардоне подтвердили эффективность технологии не только против возбудителей мучнистой росы, но и против клещей. Гадури говорит, что, хотя клещи многоклеточные, подвижные и, как правило, более устойчивы к ультрафиолетовому излучению, УФ-лампы снижают репродуктивную способность взрослых клещей и полностью убивают яйца. Главное, что в итоговом варианте УФ-лечение не уменьшило размер растения и не повредило урожай.
«Это высокоценные культуры, и вы не можете ухудшить качество ягод винограда и тем самым повлиять на качество вина», - заявил ученый.
Гэдури и его команда считают, что ультрафиолетовая технология может предоставить производителям эффективную альтернативу для некоторых применений фунгицидов, замедляя развитие резистентности и обеспечивая дополнительное подавление ложной мучнистой росы и некоторых вредных членистоногих. Наконец, ультрафиолетовое излучение представляет отличную возможность для органических производителей.
Однако ученый советует производителям не увлекаться самоделками. Да и обучение тому, как безопасно работать с УФ-лампами, так же важно, как и для безопасного использования пестицидов: «Это не тот тип лампы, с которым вы можете работать, если у вас нет технических знаний».
Группа новаторов планирует продолжить испытания на винограде, некоторые из которых будут включать проверку работы УФ-автономных роботов в вегетационный период 2020 года. Также продолжится отработка дозировки и частоты применения.
«Кажется, что дозы различаются от патогена к патогену и от культуры к культуре, - говорит Гадури. - Вы не можете взять дозу для тепличного базилика и применить ее к винограду в поле. Если наш метод станет стандартной практикой в сельском хозяйстве, нам придется сообразно откорректировать его в условиях интегрированной системы защиты растений вместе с фунгицидами».
Гадури говорит, что имеет смысл начинать с борьбы с мучнистой росой, потому что она поражает различные культуры по всему миру, но он с нетерпением ожидает продолжения анализа воздействия ультрафиолетовых ламп на других патогенов и вредителей».
(Источник: www.growingproduce.com. Автор: Кэти Зипп. Фото предоставлено Корнельским Университетом).
