Добрива для соняшнику можуть знизити ризик поширення вовчка

Соняшник (Helianthus annus L.) – це цінне джерело високоякісної харчової олії (40–50 %), джерело білка (17–20 %) та товарного корму для худоби.

Вовчок соняшниковий (Orobanche cumana Wallr.) – облігатний паразит, який на сьогодні є однією з основних небезпек для посівів культури, викликаючи значні виробничі втрати.

O. cumana має складний життєвий цикл, який починається зі сприйняття хімічних сигналів, що виділяються корінням господаря, за якими слідує проростання насіння та подовження корінців у напрямку до кореня соняшника. Досягши цільової тканини, корінець проникає у кореневу систему соняшнику та утворює гаусторій. Цей інвазійний орган отримує всі необхідні поживні речовини через прямі сполуки флоеми протягом свого життєвого циклу, що залежить від господаря.

Як облігатний паразит O. cumana повністю втратив здатність до фотосинтезу. Для боротьби з паразитичними бур’янами зазвичай використовуються гербіцидні стратегії, такі як Clearfield®, Clearfield® Plus (імідазолінони в поєднанні зі стійкими до гербіцидів гібридами соняшника), сівозміна, що включає культури-приманки, які викликають проростання насіння O. Cumana з подальшою загибеллю паразита, якому немає чим живитися, а також вирощування вирощування генетично стійких до паразиту гібридів культури.

 

Доведено, що правильне добриво важливе для соняшнику не лише з погляду врожайності. Азот (N) і фосфор (P) необхідні для росту й розвитку рослин, і коли рослинам бракує N чи P, може виникнути серія стресових реакцій.

Попередні дослідження показали, що дефіцит N або P у рослинах призводить до збільшення секреції рослинного гормону стриголактон, що робить їх більш сприйнятливими до дії O. cumana, особливо на ґрунтах із низьким умістом цих поживних речовин. І, навпаки, поліпшення родючості ґрунту знижує синтез стимуляторів проростання вовчку, одночасно посилюючи захисні механізми та толерантність рослини-господаря.

Слід зазначити, наразі проводиться значна кількість досліджень щодо впливу азотних та фосфорних добрив на рослини-паразити. Все більше даних вказує на те, що додавання корисних елементів є перспективним напрямом для вирішення сільськогосподарських проблем.

Кремній (Si) — неметалічний елемент, що займає друге місце за вмістом у земній корі і відіграє важливу, антистресову роль у рості та розвитку рослин, включаючи соняшник.

У дослідженні, проведеному командою китайських учених із Північно-Західного університету A&F в Янліні та Інституту охорони ґрунту та води Китайської академії наук та Міністерства водних ресурсів, вивчалося те, як N, P та Si допомагають соняшнику підвищити стійкість до інвазій O. cumana та зміни у показниках росту, структури мікробного співтовариства ґрунтових бактерій та грибів, а також урожайності та якості насіння соняшнику в горшковому та польовому експерименті.

Було припущення, що кремнієві добрива активуватимуть систему антиоксидантної ферментативної активності рослини-господаря та регулюватимуть структуру мікробної спільноти ґрунту (збагачуючи корисні мікроорганізми), щоб допомогти соняшнику протистояти зараженню O. cumana, а також покращити врожай.

Матеріали, використані в цьому дослідженні, включали насіння соняшнику (сорт: SH363; придбано у Sanrui Agricultural Technology Co., Ltd.), насіння O. cumana (зібрано в 2021 році в повіті Денкоу, місто Баянаер, Внутрішня Монголія, на сільськогосподарських угіддях, сильно заражених O. cumana), сечовину (доступний N ≥ 46 %), суперфосфат (P₂O₅ ≥ 12 %; придбано у китайської компанії з виробництва добрив), кремнієві добрива (SiO₂ ≥ 27 %; придбано у компанії Xi`an Shengda Bossen Biotechnology Co. Ltd.) та нанокремнезем (SiO₂ ≥ 99 %; придбано у компанії Wuxi Taipeng Metal Materials Co. Ltd.).

Польові експерименти проводилися в повіті Денкоу району Ліньхе міста Баянаер Внутрішньої Монголії, на дослідних ділянках заражених O. cumana. Польові експериментальні обробки були такими: доступний N/P = 1:1 (контроль), доступний N/P = 1:5 (NP), кремнеземне добриво (S) і доступний N/P = 1:5 у поєднанні з кремнеземом та нанокремнеземом (NPS), всього проведено чотири обробки.

Спочатку було проведено лабораторні дослідження з метою вибору найбільш ефективного способу удобрення та визначення фізіологічних та біохімічних показників соняшнику. Згодом вже провели польові дослідження щодо визначення фізіологічних показників, врожайності, паразитизму O. cumana на соняшнику та впливу добрив на аборигенну мікробну спільноту.

 

Результати показують, що порівняно з контролем, обробки N₁P₅ (N/P = 1:5) та вмістом доступного SiO₂ вище 40 мг/кг допомогли значно знизити чисельність паразитів O. cumana як у лабораторних, так і польових умовах.

У польових умовах внесення добрив із кремнієм дало змогу не лише значно знизило кількість паразитів O. cumana, а й покращило структуру нативної мікробної спільноти зі збільшенням корисних мікроорганізмів, включаючи Vicinamibacteria та Pyrinomonadaceae.