БИОСТИМУЛЯТОРЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ГРУНТОВАНИЯ КАК ИНСТРУМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕССОМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Увеличение микробиологических процессов, таких как биологическая фиксация азота, солюбилизация фосфатов и процесс биостимуляции, является особенно значимым, учитывая масштабы растущих производственных затрат и воздействия на окружающую среду. О косвенном (наиболее растворимый комплекс) и прямом влиянии гуминовых веществ на поглощение питательных веществ сообщалось много, а их влияние на потоки ионов является одним из наиболее изученных вопросов (2). Стимуляция протонных насосов плазматической мембраны играет центральную роль в поглощении ионов. Эти ферменты обеспечивают электрохимический градиент, необходимый для активизации транспорта ионов для поглощения клетками и вызывают рост клеток по механизму, известному как кислотный рост, в котором H+ действует как промежуточное звено между ауксином и разрыхлением клеточной стенки (3).

Практические результаты внекорневого применения биостимуляторов на основе гуминовых веществ и бактерий, стимулирующих рост растений, особенно значимы для растениеводства, когда присутствуют те или иные ограничения, вызванные абиотическим стрессом, например, низкое естественное плодородие почвы (4) или засуха (5). Более того, нельзя игнорировать силу фактора стресса в последнем мета-анализе данных экспериментов, рассматривающих рост корней и побегов, индуцированный гуминовыми веществами (6).

Научная литература, касающаяся влияния гуминовых веществ на смягчение повреждений растений от абиотического стресса, многочисленна, и имеется несколько относительно недавних обзоров (7, 8, 9, 10). Здесь мы хотели бы представить другой аспект, рассматривая биостимуляторы как инструменты для стратегии управления сельскохозяйственными культурами, т.е. подготовки растений к быстрому ответу на абиотический стресс. Химический прайминг является перспективным направлением в физиологии стресса растений и управлении стрессом сельскохозяйственных культур. Стратегия предварительного кондиционирования может быть использована для стимулирования механизма адаптации и повышения способности культур к сопротивлению и, таким образом, ограничения негативного воздействия на качество урожая и продуктивность. Под предварительным кондиционированием понимается стимулирование и прогнозирование устойчивости растений к вызовам окружающей среды путем улучшения физиологических показателей посредством применения химических или биотических агентов (11). Было обнаружено, что гуминовые кислоты действуют как активные прайминговые агенты против абиотического стресса растений в типичной реакции гормезиса (12). Гормезис можно определить как двухфазную реакцию, в которой высокие дозы токсичного агента могут вызвать ингибирование, а низкие дозы того же токсичного агента - стимуляцию (13). Он характеризуется явлением, при котором низкая доза стрессора предвосхищает клеточный стрессовый ответ, включая производство вторичных метаболитов, чтобы помочь организмам установить адаптивные реакции. Гуминовые кислоты могут демонстрировать типичную дозовую реакцию гормезиса, т.е. двухфазную дозовую реакцию, характеризующуюся стимуляцией низкой дозой и ингибированием высокой дозой (рис. 1).