По чесноку: варианты обработки семян в органическом земледелии
Ученые назвали самые распространенные способы органической обработки семян
Исследователи из Отдела органического сельского хозяйства Национального института сельскохозяйственных наук Кореи и Департамента сельского хозяйства МСХ Бутана в статье, опубликованной в журнале Agriculture 2022 на портале MDPI, перечислили перспективные практики и направления в органической обработке семян.
«По данным на 2021 году во всем мире органические сельскохозяйственные угодья занимали 1,5% земель с 72,3 миллионами, включая площади, находящиеся в стадии конверсии. В Евросоюзе поставлена цель довести количество органических земель до 25% от общей площади. В Корее производство органических сельскохозяйственных продуктов постоянно растет с 2015 года. Ожидается, что к 2025 году рынок экологически чистых сельскохозяйственных продуктов достигнет 2,45 трлн южнокорейских вон.
Одной из самых важных задач в органическом растениеводстве является поиск лучших методов обработки семян, поскольку они переносят различные фитопатогены, бактерии, грибы и вирусы.
Поэтому в органическом земледелии качество семян определяет не только урожайность, но и степень устойчивости к болезням, вредителям, различным внешним стрессам окружающей среды.
Органические семена получают от культур, выращенных с применением методов и материалов органического земледелия без использования синтетических пестицидов и химических удобрений.
Химически обработанные семена могут использоваться, когда органические семена недоступны на основании руководства, изданного Международной федерацией движений за органическое сельское хозяйство (IFOAM).
Комитет по пищевым добавкам и загрязнителям (CODEX) также предоставил рекомендации по производству, переработке, маркировке и маркетингу органических пищевых продуктов: «семена и вегетативный репродуктивный материал должны быть получены от растений, выращенных в соответствии с положениями этих рекомендаций в течение как минимум одного поколения, или, в случае многолетних культур, два вегетационных периода».
В Корее правила исполнения Закона о содействии экологически безопасному сельскому хозяйству и рыболовству аналогично предусматривают, что «органические семена и саженцы, полученные от растений, выращенных в соответствии с положениями пункта в течение как минимум одного поколения или двух вегетационных сезонов, в случае с многолетниками».
Хотя в Корее еще не установлены правила обращения с органическими семенами, применяются международные стандарты (IFOAM, CODEX), называемые mutatis mutandis, и изучаются разные методы органической обработки, в том числе, риса, сои, ячменя и пшеницы, используемых органическими фермерами в мире. Что в основном применяется?
Замачивание семян
Предварительно замоченные с контролируемой влажностью семена прорастают быстрее и равномернее в более широком диапазоне температур, что снижает изреженность посевов. Данный метод активирует защитные механизмы за счет повышения способности проростков поглощать достаточное количество воды, необходимой для растворения ингибиторов прорастания на ранних стадиях (в случае загрунтованных семян) и увеличивает содержание антиоксидантных ферментов.
В воду можно вводить различные добавки. Например, семена риса, обработанные низкими концентрациями селената (15–75 мг/кг) показали высокую всхожесть, но при этом плохо реагировали на протравку высокими концентрациями селенита (90–105 мг/кг).
Семена пшеницы, обработанные хитозаном, индуцировали устойчивость к фузариозу. Замачивание семян кукурузы двумя разными кислыми растворами хитозана улучшало жизнеспособность проростков.
Дражирование
Дражирование семян включает нанесение глиняного покрытия для оптимизации размера, формы и однородности некруглых семян, таких как салат, морковь, лук и многие травы и цветы.
Гранулы делают механический посев простым, безопасным и точным за счет уменьшения расстояния между участками и необходимости трудоемкого посева.
В идеале гранулирующий материал должен быть проницаем для кислорода и быстро поглощать воду, так что когда гранулы погружаются в воду, они сразу же расщепляются.
Существующие методы гранулирования с использованием синтетических инертных материалов не одобрены для использования в органическом сельском хозяйстве, но в настоящее время на рынке есть несколько материалов для гранулирования, которые одобрены для использования на органических фермах.
Например, семена пшеницы, покрытые хитозаном, в проростках увеличили содержание хлорофилла по сравнению с контролем и значительно улучшили индекс роста, включая скорость прорастания, влажную массу, длину и активность корня, физиологические показатели. Полевые применения хитозанового покрытия семян пшеницы показали повышение урожайности на 13,6% по сравнению с контролем.
Дезинфекция
Обеспечение здоровья органических семян включает в себя широкий спектр обработок, включая горячую воду, биологические (микробные) и растительные экстракты, отбеливание и дезинфекцию. Такая обработка может улучшить показатели прорастания семян за счет удаления переносимых семенами патогенов и предотвращения атаки патогенов в почве.
Горячая вода
Обработка горячей водой против болезней семян, особенно вызываемых фитопатогенными бактериями, хорошо зарекомендовала себя. Этот метод в основном применяют на культуре капусты, моркови, томата и перца, сельдерея салата и шпината.
Точность температуры и времени важны, потому что зародыш семени может погибнуть в слишком горячей воде или вернуться к неполному покою в холодной воде. Такие семена необходимо использовать в течение текущего сезона.
Экстракты растений и эфирные масла
Растительные экстракты и эфирные масла относительно новая область исследований, тем не менее в Европе масло тимьяна уже применяется для обработки семян.
В список перспективных кандидатов, помимо тимьяна, входят растительные масла гвоздики, корицы, орегано, лемонграсса и, конечно же, чеснока.
Чесночная таблетка, разработанная Лабораторией комплексной борьбы с вредителями (IPM) Сельскохозяйственного университета Бангладеш, прошла испытания против пирикуляриоза, корневых гнилей и пятнистости листьев риса. Исследователи отметили эффективность чесночной таблетки от грибных заболеваний.
Также есть данные по культуре огурца. Все концентрации (соотношение 1:3, 1:4, 1:5 и 1:6, разведенные в дистиллированной воде) чесночной таблетки значительно снижали распространенность патогенных грибов на семенах огурца, появление аномальных проростков и гнилых семян по сравнению с необработанным контролем.
Экстракт чеснока показал фунгицидную активность в отношении эндогенного грибного заражения ячменя и пшеницы, и, в частности, уменьшил степень заболевания, вызванного Bipolaris sorokiniana (гельминтоспориозная корневая гниль).
Аллицин в чесночном соке корректировал плохую всхожесть семян пшеницы, вызванную естественными микроорганизмами зерна.
Таким образом, инокулят на семенах пшеницы, инфицированных естественным путем, можно уменьшить с помощью чесночного сока в качестве биофунгицида для протравливания семян перед посевом.
В целом, привлекательность растительных экстрактов, чесночных таблеток и экстракта листьев нима заключается в том, что они значительно снижают общую семенную грибную инфекцию в популяции отдельных шести целевых патогенных грибов: Agrostis tenuis, Bipolaris sorghicola, Botrytis cinerea, Crinum graminicola, Curvularia lunata и Fusarium moniliforme.
В частности, чесночные таблетки и экстракт листьев нима снижали более чем на 90,0% передаваемую через семена инфекцию B. sorghicola и C. lunata. Кроме того, процент всхожести превысил 80,0% при всех обработках по сравнению с обычной обработкой для сорго.
Отбеливатель
Вместо горячей воды для дезинфекции семян в ряду случаев применяют отбеливатель (гипохлорит натрия). Отбеливатель удаляет патогены с поверхности семян, но не патогены под кожурой. Гипохлорит натрия также разрешен для дезинфекции воды на органических фермах, если не превышены максимальные уровни остаточного загрязнения: приемлемое в настоящее время содержание хлора составляет 4 ppm.
Обработка гипохлоритом натрия, которая более совместима, чем замачивание, с коммерческими стерилизаторами семян, недорогая, легкодоступная, простая процедура с меньшим риском повреждения семян.
В одном исследовании, семена ячменя обрабатывали 500 мг/л диоксида хлора, и ClO 2 значительно увеличивал сырую массу и общую длину корней ячменя по сравнению с контролем.
Применение от 2 до 4% бытового отбеливателя в течение 24 часов к семенам риса было рекомендовано для увеличения процента прорастания, среднего времени прорастания и скорости прорастания, длины корня и побега, а также сухой массы корня и побега.
Модификация обработки гипохлоритом натрия в сочетании с теплой водой может быть важным инструментом для решения проблемы фитосанитарной защиты от телиоспор карликовой головни пщеницы (Tilletia controversa).
Вода
Были разработаны экологически безопасные технологии обеззараживания семян с использованием пара, микроволн, ультрафиолетового света или низкотемпературной плазмы, а также погружения в холодную воду, но в целом более широко используется технология погружения в холодную воду. Целевые культуры включают рис, пшеницу, овес, ячмень и сорго.
Температура обработки немного отличается для каждой культуры, но дезинфекция обычно проводится при 51–55 °C в течение 7–20 мин. В качестве метода массового обеззараживания семян массой более 1 т применяют технологию обеззараживания паром при высокой температуре (60–65 °С).
Обработка горячей водой для борьбы с пыльной головней, вызываемой Ustilago nuda, на пшенице и ячмене, дает стабильный результат в различных сочетаниях условий обработки, времени и температуры. Рекомендуемый период замачивания семян пшеницы колеблется от 90 или 120 минут при 49 ° C до 300–360 минут при 41 ° C; для семян ячменя — от 90 или 300 минут при 49 ° C до 41 ° C.
Что касается риса, то один из способов уменьшить пирикуляриоз, вызванный Magnaporthe grisea, заключается в погружении семян в холодную воду на 6 часов, а затем в горячую воду с температурой 50 ° C на 2 минуты.
При этом, семена сортов японики проявляют большую термостойкость по сравнению с сортами индика. Например, средняя скорость прорастания сортов риса японского составила 52,2%, что выше, чем у сортов риса индика (31,5%) при обработке горячей водой при 69 °C в течение 10 минут.
Дезинфекция горячей водой становится одной из лучших альтернатив для профилактики фитопатогенных бактерий, вирусов и грибов.
Сочетание температуры и времени обработки горячей водой стандартизировано для различных культур, что помогает защитить зародыш семян. Кроме того, с водой можно смешивать известковую серу, бордосскую жидкость и растительные экстракты. Пример риса: семена погружают в воду с температурой 60°С на 10 мин. Затем стерилизуют погружением в разбавленный раствор известково-серного соединения на 24 часа.
Солевой гравитационный метод для семян гречихи и риса
При солевом методе отбора целых семян, когда в рассоле выбирают только осевшие на дно, одновременно обеззараживание семян риса и гречихи показало увеличение на 20–30 % по сравнению с контролем (растворяли 5 кг соли в 20 л воды для гречихи и 4,24 кг/20 л для риса). Время обработки – 5 минут.
Защита соленой водой увеличивает количество здоровых саженцев, если соблюдено время обработки. При длительном замачивании нарушается всхожесть.
