Ультрафіолетове опромінення шкідливе для фітопатогенів
Кеті Зіпп
З 1985 року Девід М. Ґадурі працює фітопатологом у Корнельському університеті. У 1990 році сталося щось цікаве, що поштовхнуло дослідження, які він і його команда продовжують проводити й донині на різноманітних культурах.
Хоча патогени оїдіуму повністю позбавлені захисної пігментації і ростуть у повністю відкритій ніші на епідермісі рослин, вонинадзвичайно стійкийдо ультрафіолетової складової природного сонячного світла (фото Корнельського університету).
Одного разу інженер на пенсії купив собі виноградник. Чоловік був промисловим копіювальним апаратом і цікавився, чи можуть бактерицидні ультрафіолетові (УФ) лампи допомогти придушити патогени винограду.
«Мені було цікавояк патогени рослин взаємодіють зі світлом. І я взявся за роботу, — каже Гадурі, старший науковий співробітник відділу фіпатології та біології рослин Cornell AgriTech. — Усі рослини використовують світло по-різному, тому, коли до нас прийшов інженер із кількома цікавими ідеями, я подумав, що він добре підійде для роботи, яку ми виконували, вивчаючи біологічні ефекти світла».
Команда почала експерименти з вивчення впливу ультрафіолетового випромінювання на розвиток збудника виноградного оїдіуму. Хоча методи лікування були ефективними в боротьбі з патогеном, вони все щепошкоджені також ягодивинограду, роблячи його схожим на печену рум’яну картоплю.
Їхні дослідження тривали протягом наступних двох десятиліть, поки Аруппіллай Сутпаран, аспірант з Норвегії, не вирішив повернутися до цієї теми. Він виявив, що застосування ультрафіолетового світла вночі вимагає набагато менших доз, щоб придушити патоген без шкоди для самої рослини.
«Це був справді той прорив, який нам був потрібен», — сказав Гадурі. «Використання нижчої дози вночі, щоб уникнути пошкодження при збільшенні впливу рослинного патогену, було ключем до успіху».
Тому дослідницька група повернулася до цього питання.
Фітопатогени реагують на світло
УФ-лампи, підвішені над рослинами в теплиці, можуть контролювати борошнисту росу на багатьох культурах.
Патогени рослин були навколо рослин протягом тисяч років. Дослідницька група намагалася скористатися тим, як патогени рослин інтерпретують світло через повторювані цикли дня та ночі, щоб керувати своїм розвитком.
"Оідіум має еволюційну біологію, сформовану сходом і заходом сонця, а не електричним освітленням, з тимчасовим і спектральним розподілом, який йому абсолютно незнайомий", - сказав Гадурі. «Вплив бактерицидного ультрафіолетового випромінювання змушує ДНК молекул тиміну зв’язуватися одна з одною, змінюючи генетичний код рослинного патогена, перетворюючи його на порожній, що впливає на здатність до розмноження».
У денний час пошкодження ДНК від природних ультрафіолетових джерел негайно відновлюється природною біохімічною системою самого збудника. Ця система заряджається блакитним спектром природного сонячного світла. Це означає, щоМеханізм відновлення ультрафіолету не працює вночі, тому УФ-обробка є оптимальною в ці темні години.
Хоча існують різні типи ультрафіолетових ламп, Гадурі та його команда виявили, що газорозрядні лампи низького тиску з меншою довжиною хвилі світла забезпечуютькращий балансміж потужністю та вартістю. «Це не щоденні ультрафіолетові промені», — сказав він. «Це конкретнібактерицидні (УФ) лампи, які також використовуються для безпеки харчових продуктів, систем очищення води або медичних застосувань, таких як лікарні».
Було вирішено почати тестування на полуниціПісля успішних польових випробувань тепличних культур, таких як полуниця, базилік, розмарин, огірки та помідори, дослідницька група була готова перейти до польових досліджень. Однак замість того, щоб відразу переходити до дослідження виноградників, команда вважала полуницю безпечнішою для початку.
«Полуниця — чудовий вибір для роботи, — каже Гадурі. "Це високоцінна популярна ягода, яка має дуже велику проблему з борошнистою росою, яку нелегко контролювати фунгіцидами через тривалий період очікування. Це стало мотивацією для вибору експериментальної культури. Полуниця також дуже стійка до ультрафіолету.Чутливість винограду до ультрафіолетулежить десь між полуницею і помідорами. За допомогою експериментів можна вибратиправильна дозаУльтрафіолетове світло для більшості людей, але початкові тести зазвичай є методом проб і помилок».
Частиною завдання польових випробувань було з’ясуванняспосіб застосування. Хоча ліхтарі можна легко встановити над рослинами в теплиці, польове використання вимагає рівномірного освітлення над геометрично складною ціллю, такою як полуниця або виноградний кущ. Крім того, у той час як мобільні ліхтарі в теплицях рухаються зі швидкістю приблизно 50 см на хвилину, польовий розчин має бути достатньо потужним, щоб рухатися набагато швидше – до 3-3,5 км/год (типова швидкість для тракторів).
Команда придумалаарочний масивз низкою джерел світла та вигнутими відбивачами для забезпечення рівномірного освітлення всієї тестової зони. Масив можна розтягнути за допомогою сільськогосподарської техніки.
«Світло всередині схоже на більярдний стіл, де кулі постійно підстрибують», — сказав Гадурі. «Ступінь відбиття дозволяє отримати доступ до внутрішнього купола, верхньої та нижньої поверхонь листа, що дозволяє нам використовувати найменшу можливу дозу».
Однак час також викликає занепокоєння, оскільки застосування УФ-променів має бути завершено не пізніше ніж за чотири години до сходу сонця, щоб світло було згубним для патогенів рослин. У помірних широтах тривалість ночі в день літнього сонцестояння може становити менше восьми годин, залишаючи лише чотири години для використання УФ-променів з оптимальним ефектом. У цих випадках роботи можуть бути найкращим рішенням. «Роботи дають багато переваг, — сказав Гадурі. "Вони не проти працювати цілу ніч, сім ночей на тиждень. Вони також дуже точні та працюють від батарейок, тому немає витрат на паливо. Роботи також можуть включати датчики для моніторингу споживання води, здоров’я та росту рослин у режимі реального часу".
Масив дав позитивні результати на полуниці протягом кількох сезонів тестування. Команда була готова пройти повний цикл і відновити УФ-випробування винограду.
Повернемося до виноградуЗахопившись результатами тестування методу на полуниці, команда розпочала спільні демонстраційні випробування на комерційному винограднику в Нью-Йорку, Університеті штату Вашингтон (WSU) і Центрі USDA-ARS у Корваллісі, штат Орегон. Команда використовувала тракторні УФ-матриці, щоб щотижня обробляти виноград сорту Шардоне.
«Шардоне — чудове місце для початку досліджень, оскільки його вирощують усі», — каже Гадурі. «Це один із найпоширеніших сортів для виноробства у світі. Білий виноград також дозволяєлегко побачити ефекти фототоксичності або зміни кольору. Якщо ми можемо контролювати оїдіум на Шардоне, ми цілком впевнені, що зможемо контролювати йогона будь-якому сорті винограду"
У 2019 році розвиток оїдіуму був помірно сильним, а розвиток мілдью був одним із найгірших сезонів за останній час. Однак попередні випробування показали ефективне придушення оїдіуму, мілдью та кліщів. Гадурі каже, що хоча кліщі є багатоклітинними, рухливими та загалом більш стійкими до ультрафіолетового випромінювання,УФ-лампи зменшуютьрепродуктивної здатності дорослих кліщів і повністю знищують яйця.
Він також із задоволенням підтвердив, що УФ-обробканіякого впливуна силу росту пагонів і врожайність винограду.
Гадурі та його команда вважають, що УФ-технологія може забезпечити виробниківефективна альтернативана певні терміни застосування фунгіцидів, сповільнюючи розвиток стійкості патогенів до хімікатів, підвищуючи ефективність решти обприскувань і забезпечуючи додаткове придушення мілдью, оїдіуму та деяких кліщів. Крім того, ультрафіолетове світло може бути чудовим варіантомдля органічних виробників.
Однак Гадурі радить виробникам діяти обережно. Незважаючи на те, що виробники виготовляють різноманітні каретки, УФ-матриця не є окремим проектом. Крім того, він сказав, що під час роботи з УФ-бактерицидними лампами всім обов’язково потрібно мати засоби захисту, особливо для захисту очей, також необхідне навчання безпечній роботі з УФ-променями – це так само важливо, як навчання безпечному використанню пестицидів.
«Це не ті лампи, які ви знайдете в солярії або вдома», — сказав він. «Це не той тип лампи, з яким можна працювати, не маючи для цього технічних знань».
Очікування на майбутнєДослідницька група планує продовжити випробування винограду, деякі з яких залучатимуть УФ-автономних роботів, протягом вегетаційного сезону 2020 року. Вони також продовжуватимуть уточнювати дозування та частоту використання.
«Схоже, що дози відрізняються від патогена до патогену та від культури до культури», — каже Гадурі. "Ви не можете взяти дозу тепличного базиліка і застосувати її до винограду в полі. Якщо це стане стандартною практикою в сільському господарстві, нам доведеться переглянути поточну систему використання фунгіцидів і добрив".
Гадурі каже, що це має сенс.почати з оїдіуму, оскільки збудники борошнистої роси вражають різні культури в усьому світі, але він сподівається продовжити аналіз впливу ультрафіолетових ламп на інші патогени рослин. «Це буде цікаве продовження проекту, тому що спочатку ми думали, що УФ працюватиме лише на оїдіумі, а не на чомусь іншому», — каже він. «Хоча я не думаю, що це чарівна пігулка від усього, чим більше випробувань ми проводимо, тим придатнішими будуть результати».
Детальніше на цю тему: Контроль розвитку сірої плісняви за допомогою гамма-променів


Ще почитати:
Міжнародні відносини о найменуванні шампанського та хереса
В чому різниця між шампанським, просеко та ігристим вином?
Отримання червоних ігристих вин пляшковим способом з винограду перспективних сортів
Ігристі вина
Токайські вина
У нашому блозі «Приватна Марка» багато цікавого контенту: новинки ринку виноробства, крафтові рецепти наших технологів, влоги на різні теми. Дистиляція, крафтові винокурні, виробництво крафтового сидру, крафтовий квас, рецептура сидру, виробництво крафтових напоїв за нашими рецептами, виробництво спирту в промислових масштабах. Це та багато іншого цікавого у блозі «Приватна Марка Україна» та мережі магазинів «Винороб».
Наприклад, ви вирішили відкрити сироварню, ковбасний цех або почати пекти крафтовий хліб — welcome! Ми завжди допоможемо: надамо рецептуру, забезпечимо всі витратні матеріали, відправимо нашого технолога, складемо технологічну карту, встановимо все обладнання, сертифікуємо виробництво, відкриємо для вас завод з нуля, виноробні, цехи, виноградники, налагодимо готовий продукт із виходом на ринок. Ми — компанія повного циклу: маємо багато представництв по всьому світу. Потрібна склотара, склобанки, медичний посуд, лабораторний посуд чи лабораторне обладнання — звертайтеся! У наших складах понад 900 тис. найменувань товарів та обладнання. Звертайтеся, не вагайтеся! Не важливо, де ви знаходитесь — у СНД, Європі, Америці чи Азії: ми маємо великий досвід. Privatna Marka йде в ногу з технологіями та інноваціями. Ми 20 років на ринку та відправили понад 1 млн посилок своїм клієнтам. Втілили багато креативних проєктів. Відкрили низку підприємств харчової промисловості, а також у непродовольчій та продовольчій групах технічних виробів. Втілили 147 комерційних проєктів у країнах СНД. Виробляємо 70 видів продукції власного виробництва в Україні, Німеччині та Китаї. У блозі ще більше цікавого та корисного.
Консультації за тел. +380 (67) 440-70-90
https://privatnamarka.com/
https://www.instagram.com/privatnamarka?igsh=MWt0NzNxbHJrbXh4ZQ==\
https://www.facebook.com/Privatnamarka
https://youtube.com/@privatnamarkacom?si=P5RH_spetEP3x_RQ\




