data-src="/wp-content/themes/yootheme/cache/we-are-bio-logo-6dbe9055.png"
data-src="/wp-content/themes/yootheme/cache/we-are-bio-logo-47f703ad.png"

Использование биостимуляторов для борьбы с растрескиванием ягод на черешне

By: Alessandro Mataffo, Pasquale Scognamiglio, Boris Basile*
Факультет сельскохозяйственных наук, Университет Неаполя Федерико II, 80055 Портичи, Италия
*Корреспонденция: boris.basile@unina.it

трескающаяся вишня

Растрескивание плодов - это серьезное предуборочное физиологическое заболевание, которое поражает многие культуры, такие как вишня, виноград, томаты, цитрусовые, инжир, личи и т.д. (Khadivi-Khub, 2015). Повреждения, вызванные растрескиванием плодов, могут быть ограничены кожицей, но могут распространяться и на мякоть плода (раскалывание). Потрескавшиеся плоды больше не пригодны для продажи на свежем рынке и могут быть предназначены только для переработки. В худших случаях растрескивание плодов может также привести к гнилостным инфекциям (Peet, 1992), которые делают плоды непригодными даже для целей трансформации (Simon, 2006). Несколько биохимических, анатомических, генетических, экологических и агрономических факторов могут вызывать растрескивание плодов. Вишня (Prunus avium L.) является одной из наиболее чувствительных культур к этому физиологическому расстройству. Существует в основном три типа растрескивания вишни, которые классифицируются в зависимости от того, какая часть плода затронута: i) растрескивание на конце плодоножки, которое видно как круговой шрам около плодоножки; ii) растрескивание на апикальном конце характеризуется небольшими трещинами, расположенными на шиловидном конце вишни; iii) боковое растрескивание состоит из продольного разрыва на боковой стороне вишни.

Различные сорта могут быть более восприимчивы к различным видам растрескивания, например, сердцевидные сорта особенно восприимчивы к первым двум видам растрескивания, т.е. растрескиванию конца стебля и растрескиванию верхушечного конца, из-за глубокой полости стебля, способствующей накоплению воды. Плод увеличивается в объеме за счет поглощения воды на поверхности и растрескивается. Некоторые исследования показали, что присутствие воды способствует образованию микротрещин на отдельных образцах кутикулы в основном из-за ослабления кутикулы. Такое повреждение может произойти даже на ранней стадии развития вишни. Тогда возникающая суберификация раны приводит к значительной потере товарной ценности (Simon, 2006). В худших случаях возможно даже, что небольшие раны могут увеличиться в размерах и повредить весь плод (Knoche and Peschel, 2006).

Боковое растрескивание обычно вызвано быстрым поглощением воды корневой системой и чаще возникает во время дождей в период сбора урожая. На гистологическом уровне боковое растрескивание начинается с образования микроранок на кутикуле. Из этих разрывов происходит утечка яблочной кислоты, которая способствует потере Ca2+ из клеточных стенок с последующей гибелью эпидермальных клеток и ослаблением средней ламели. Этот каскадный эффект распространяется по поверхности до тех пор, пока кожа не расколется. Эта модель распространения, предложенная Шуманом и др. (2019), известна как "модель молнии". Было установлено, что сорта с более толстой кожицей плодов более устойчивы к растрескиванию. Размер плода - еще один важный фактор, предрасполагающий к растрескиванию плодов. Сорта с крупными плодами, как правило, более подвержены растрескиванию. Аналогичным образом, сельскохозяйственная практика, направленная на увеличение размера вишни, например, применение регуляторов роста (гибберелловой кислоты и цианамида кальция), может увеличить восприимчивость плодов к растрескиванию.

Повышенное содержание растворимых сухих веществ - еще один признак плодов, который может вызвать увеличение частоты растрескивания (Simon et al., 2004). Этот эффект в основном связан со снижением осмотического потенциала, который стимулирует поглощение воды через кожицу плода, что приводит к внезапному увеличению объема вишни. Это особенно характерно для случаев, когда на поверхности плода имеется свободная вода. Эластичность кожицы играет ключевую роль в снижении интенсивности растрескивания вишни, поскольку она делает плод более устойчивым к напряжению, вызванному повышенным тургором. Эластичность кожицы в основном зависит от сорта и стадии развития плода. Эта характеристика делает такие сорта, как 'Regina', естественно, более устойчивыми к растрескиванию плодов. Ожидается, что в будущем частота растрескивания плодов вишни также возрастет в результате изменения климата, поскольку прогнозируется увеличение частоты экстремальных метеорологических явлений. Действительно, большинство климатических моделей указывают на то, что наряду с повышением температуры воздуха ожидается увеличение потребности в испарении с последующим увеличением интенсивности осадков. В совокупности эти условия могут привести к тому, что некоторые районы перестанут быть пригодными для выращивания вишни.

Учитывая большое экономическое значение выращивания вишни и соответствующее негативное экономическое воздействие, которое может вызвать растрескивание, было предложено множество стратегий для снижения частоты растрескивания этой культуры. Использование пластиковых противодождевых покрытий было предложено в качестве подходящей стратегии для снижения частоты растрескивания, но существует много недостатков, связанных с их применением, таких как высокая стоимость установки, а также повышение температуры и влажности под покрытием, что может способствовать атаке вредных грибов. Другой стратегией, предложенной в литературе, является применение антитранспирантных спреев, но эти обработки могут оказывать негативное влияние на состав плодов. Кроме того, их пригодность для снижения растрескивания плодов остается спорной, в основном из-за сложности равномерного нанесения этих продуктов на всю поверхность плодов.

Регуляторы роста широко использовались при выращивании вишни в основном для увеличения размера плодов. Вероятно, по этой причине в большинстве исследований использование регуляторов роста связано с увеличением частоты растрескивания. Гибберелловая кислота, с другой стороны, оказалась эффективной в сдерживании растрескивания за счет повышения эластичности кожицы. Другим возможным методом лечения является внекорневое применение кальция, который играет ключевую роль в укреплении средней ламели и пектинов. Действительно, было установлено, что применение этого элемента в различных формах снижает частоту растрескивания (Simon, 2006).

Однако растущая забота об устойчивости сельскохозяйственных культур повысила интерес как садоводов, так и исследователей к биостимуляторам растений - сложной и неоднородной группе продуктов, которые в результате оказались очень полезными для вызывания интересных реакций у растений даже в условиях абиотического стресса. Некоторые из этих продуктов также были оценены для снижения восприимчивости вишни к растрескиванию плодов. Хотя научная литература по этому вопросу все еще скудна, есть несколько признаков того, что некоторые биостимуляторы могут быть полезны для этой цели. Vercammen и др. (2008) в ходе экспериментов, проведенных в Бельгии на сорте "Sweetheart", обнаружили, что применение гидролизатов белка или экстрактов водорослей может вызвать снижение частоты растрескивания вишни даже по сравнению с применением хлористого кальция. Авторы сравнили действие двух белковых гидролизатов и продукта на основе Ascophyllum nodosum, и подчеркнули, что внекорневое применение этих биостимуляторов каждые две недели (начиная с вегетации) в концентрации 5 л/га продукта (разбавленного в 700 л воды) позволяет снизить начало растрескивания. Было установлено, что эти продукты очень эффективны в снижении частоты растрескивания, вызванного поглощением воды через кожицу, а среди трех протестированных продуктов - продукт на основе A. nodosum также предотвратил возникновение бокового растрескивания, которое часто происходит при внезапном увеличении доступности воды в почве. Авторы также подчеркнули, что белковые гидролизаты растительного происхождения эффективны в снижении частоты растрескивания, если они применяются не менее чем за два часа до ожидаемого дождя. Correia et al. (2020) в эксперименте, проведенном в Португалии на сорте 'Sweetheearth', оценили биостимулятор на основе A. nodosum, применяемый три раза в течение вегетационного периода (в начале развития плодов, при переходе цвета кожицы от зеленого к желтому, при переходе цвета кожицы от желтого к красному) путем внекорневой обработки в сочетании с хлоридом кальция. В этом эксперименте обработка биостимуляторами заключалась в приготовлении раствора объемом 2,5 л на растение, содержащего 1,25 мл A. nodosum и 12,5 мл CaCl2 (1,08 л/га A. nodosum и 10,8 CaCl2). Авторы показали эффективность этого продукта в предотвращении растрескивания. Было отмечено, что применение биостимулятора вызвало утолщение кутикулы по сравнению с необработанным контролем и растениями, обработанными только кальцием.

Gonçalves et al. (2020) в недавнем исследовании показали, как применение экстрактов A. nodosum стимулировало производство витамина С, увеличив его содержание на 74%. Кроме того, авторы наблюдали повышение антиоксидантной активности и увеличение содержания сахара в плодах сорта 'Staccato'. В ходе эксперимента было проведено три внекорневых применения биостимулятора (через четыре, семь и восемь недель после цветения) в концентрации 200 мл на 100 л воды.

Basile et al. (2021) в эксперименте в открытом грунте на сортах 'Kordia' и 'Regina' изучали влияние на качество плодов и урожайность внекорневого применения биостимулятора на основе тропического растения в сочетании с кальцием. Обработка включала первое внесение на стадии раскрытия чашелистиков 3,75 л/га экстракта A. nodosum плюс 3 л/га органического удобрения (5% кальция и 3% органического азота из гидролизата белка растительного происхождения). Затем было внесено 1,5 л/га экстракта из тропических растений в сочетании с тем же органическим удобрением, которое использовалось в первой обработке. Это было сделано во время полного цветения, в фазе опадения лепестков и через неделю после опадания лепестков. Результаты показали, что, в частности, для сорта 'Kordia' эта стратегия улучшила поглощение кальция плодами на 26%, что, как уже упоминалось, является одним из аспектов, которые могут предотвратить появление трещин. Кроме того, применение биостимуляторов также вызвало интересное увеличение урожайности плодов у обоих сортов (на 7% у 'Кордии' и на 13% у 'Регины'), улучшение размера и цвета плодов, а также увеличение содержания растворимых сухих веществ на 2,16 °Brix в плодах 'Кордии'.

В целом, научная литература сходится во мнении, что биостимуляторы являются важным ресурсом для контроля физиологических нарушений плодов. Важно подчеркнуть, что несколько исследований показали значительное улучшение эффективности использования питательных веществ растениями под воздействием биостимуляторов. Этот эффект очень важен, учитывая масштабные усилия, предпринимаемые для того, чтобы сделать сельскохозяйственное производство более устойчивым. Повышение эффективности использования питательных веществ может позволить сократить использование минеральных удобрений, что положительно скажется на устойчивости сельскохозяйственных систем. Кроме того, использование биостимуляторов может стать хорошей альтернативой синтетическим регуляторам роста растений для органических культур. Несмотря на это, необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше выяснить пригодность биостимуляторов для предотвращения растрескивания вишни и их принцип действия.

ссылки (клик)

Basile, B., Brown, N., Valdes, J.M., Cardarelli, M., Scognamiglio, P., Mataffo, A., Rouphael, Y., Bonini, P., Colla, G., 2021. Биостимулятор на растительной основе как устойчивая альтернатива синтетическим регуляторам роста в двух сортах черешни. Plants 10, 1-13. https://doi.org/10.3390/plants10040619

Коррейя, С., Сантос, М., Глиньска, С., Гапиньска, М., Матос, М., Карниде, В., Схаутен, Р., Сильва, А.П., Гонсалвес, Б., 2020. Влияние спреев экзогенных соединений на растрескивание вишни: свойства кожицы и экспрессия генов. Журнал науки о продовольствии и сельском хозяйстве 100, 2911-2921. https://doi.org/10.1002/jsfa.10318

Гонсалвес, Б., Мораис, М.К., Секейра, А., Рибейро, К., Гуэдес, Ф., Сильва, А.П., Айрес, А., 2020. Сохранение качества черешни cv. "staccato" с помощью глицин-бетаина или Ascophyllum nodosum. Food Chemistry 322, 126713. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.126713

Хадиви-Хуб, А., 2015. Физиологические и генетические факторы, влияющие на растрескивание плодов. Acta Physiologiae Plantarum 37. https://doi.org/10.1007/s11738-014-1718-2.

Кнохе, М., Пешель, С., 2006. Вода на поверхности усугубляет микроскопическое растрескивание кутикулы плодов черешни. Journal of the American Society for Horticultural Science 131, 192-200. https://doi.org/10.21273/jashs.131.2.192

Peet, M.M., 1992. Растрескивание плодов у томата. HortTechnology 2, 216-223. https://doi.org/10.21273/horttech.2.2.216

Шуманн, К., Винклер, А., Брюггенвирт, М., Кёпке, К., Кнохе, М., 2019. Зарождение и распространение трещин в кожице черешни: Простая цепная реакция заставляет трещину "бежать". PLoS ONE 14, 1-22. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0219794

Саймон, Г., 2006. Обзор по вызванному дождем растрескиванию плодов черешни (Prunus avium L.), его причинам и возможностям предотвращения. Международный журнал садоводческой науки 12, 27-35.

Vercammen, J., Van Daele, G., Vanrykel, T., 2008. Растрескивание черешни: Прошедшее время? Acta Horticulturae 795 PART 2, 463-468. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2008.795.70