Стресовите фактори през последните години все по-често влияят върху растежа и развитието на земеделските култури, казва проф. Андон Василев
Агр. Петър Кръстев
На уебинара, организиран от екипа на Байер КропСайанс на 8 февруари 2022 година, сред поканените лектори беше проф. Андон Василев – експерт по физиология на растенията. Той запозна аудиторията от земеделци с абиотичния стрес, който през последните години е една от основните причини за намаляване производителността от земеделските култури. Абиотичният стрес при растенията представлява отклонение от нормалното им функционално състояние, което води до възникване на нарушения, увреждания и задържане на растежа, а оттам и до редуциране на добива.
Освен теоретичните обяснения, проф. Василев даде и конкретни препоръки на земеделците в зависимост от различните ситуации, в които попадат културите. Той посочи три групи фактори, които могат да предизвикат абиотичен стрес при растенията:
Първата група са минералните нарушения, причинени от недостиг на микроелементи, но в някои случаи – и на излишък
Втората група са свързани с екологичните фактори като засушаване, преовлажняване, ниски и високи температури, почви с неблагоприятни свойства – засолени, алкални, кисели и др.
Третата група фактори са свързани с човешката дейност – прилагане на пестициди, главно хербициди, и въздействието на различни замърсители на околната среда.
Експертът обясни, че високи добиви могат да се получат само когато има оптимално съчетаване между факторите на околната среда и биологичните изисквания на културата. На практика обаче това рядко се случва, по-често е обратният случай – въздействие на стресови фактори с по-голяма продължителност, един или два пъти през вегетацията, водещи до намаляване продуктивността на културите.
Как въздейства стресът на културата?
Проф. Василев се спря по-подробно на конкретен пример – скрито въздействие на абиотичен стрес от засушаване в определена фаза при пшеницата. Известно е, че след фаза 3-то коляно при пшеницата започва процесът мейоза – формиране на поленовите клетки на прашеца. Установено е, че тази фаза е силно чувствителна на воден дефицит. Ако в този период настъпи засушаване, голяма част от жизнеността на прашеца пада, а оттам намалява и степента на опрашване и оплождане на семепъпките. От това следва намаляване броя на семената в класа и продуктивността като цяло. В опити е установено, че ако засушаването в тази фаза понижи жизнеността на прашеца с 15 – 25%, добивът може да бъде понижен с около 30%.
Какво представлява хербицидният стрес и може ли да бъде намален при третиране?
Хербицидният стрес е един от модерните видове абиотичен стрес през последните години, обясни експертът. Необходими изисквания към хербицидите са да бъдат с висока ефикасност, т.е. да имат силен контрол върху широк състав от плевели и същевременно да бъдат с висока селективност към културните растения. Много често тези две изисквания не са еднопосочни. Селективността може трудно да се постигне, към нея се прилагат поне два подхода: единият е създаване на физични бариери, т.е. намаляване контакта на хербицида с културното растение, а другият е на базата на биохимични различия между плевелите и културните растения, които могат да бъдат различия в поглъщането, в транспорта и в разграждането на хербицидите.
Как бихме могли да подобрим селективността на хербицидите към културите, които отглеждаме?
На този етап, обясни проф. Василев, има два основни подхода. Първият е чрез използване на антидотна технология. Вторият е чрез създаването на сортове и хибриди, които имат повишена толерантност към конкретни хербициди чрез т.нар. естествена мутантна селекция и генетична модификация.
Какво представляват антидотите?
Антидотите са химични вещества, които се включват в хербицидните формулации за предотвратяване на токсичността на хербицидите към земеделските култури, т.е. за повишаване на тяхната селективност, но без да намаляват ефикасността спрямо плевелите. Съвременните антидоти се използват предимно в борбата с плевелите при зимните житни култури и царевицата и в по-малка степен при ориза. На този етап са комерсиализирани около 20 антидоти, което е сравнително по-малко от броя на разпространените хербициди, които са около 300.
Едни от най-разпространените антидоти са: изоксадифен-етил, ципросулфамид и мефенпир-диетил. Специално изоксадифен-етил участва в Лаудис и в някои други хербициди.
Как действат тези антидоти?
Проф. Василев обясни подробно механизма на действие на антидотите. Теоретично те биха могли да повишат селективността на хербицидите към културите по три възможни начина: да намалят поглъщането на хербицида от културните растения; да понижат транспорта на системните хербициди към чувствителните тъкани и зони; да стимулират деградацията – разграждането в културното растение. Изследвания доказват, че антидотите действат предимно по третия начин –ускоряват разграждането на хербицидите чрез участието на ензими. Биохимичното разграждане на хербицидите може да се разгледа в няколко фази и тук проф. Василев подчерта нещо много важно: антидотите ускоряват протичането на тези фази, но не инициират нови метаболитни пътища. На практика антидотите ускоряват разграждането на хербицидите.
Как точно се ускорява и в какво се състои разликата в метаболизма на тези хербициди между културните растения и плевелите?
На първия въпрос според проф. Василев има ясен отговор – ензимната активност се ускорява чрез активиране на гени, които кодират посочените и някои други ензими. По втория въпрос – в какво се състои разликата на молекулярно ниво между метаболизма на културните растения и плевелите, науката все още няма ясен отговор. Ясно е обаче какво се случва на практика, когато в хербицидната молекула има антидот. Когато хербицидът не съдържа антидот и не е достатъчно селективен, динамиката на концентрацията е следната: тя най-напред се повишава, защото поглъщането продължава в рамките на няколко часа и след определено време достига максимум. Но този максимум уврежда самото растение, в резултат на което настъпва фитотоксичност. Когато хербицидът има антидот, благодарение на неговите свойствата усвояването на практика се засилва, но пикът, който достига концентрацията, е по-нисък от увреждащата концентрация. Антидотът не проявява този ефект върху плевела, той е специфичен за културата, а не за плевела, който поема токсична доза и загива. Това е практическият смисъл на употребата на антидоти, подчерта проф. Василев.
Как да се процедира при третиране с хербициди рано напролет и как действа антидотът при стресираното растение?
Проф. Василев засегна и нещо много важно за практиката, свързано с пролетното третиране на зимните житни култури, когато условията са доста променливи и често неблагоприятни. Той обясни, че в растенията има силно изразена йерархичност на различните процеси. В случай че има стресова ситуация – ниски или високи температури и др., тогава растението най-напред се ангажира със защита на физиологичните функции от този вид стрес, т.е. то е ангажирано с ресурси и енергия, които ще използва най-напред за тези процеси. Ако впоследствие върху това растение бъде наложен допълнителен хербициден стрес, се получава следната ситуация – енергията и субстратите, с които разполага растението, няма да достигнат за ефекта на антидота, т.е. проявява се хербицидът, а антидотът не работи поради това, че не могат да бъдат осигурени допълнителни ресурси за ангажиране на ензими, необходими за разграждането на хербицида, защото растението има дефицит на субстрати и енергия. Това би могло да бъде едно от обясненията, че в такива конкретни ситуации антидотът не може да работи по най-добрия начин.
Какво се получава при третиране при засушаване и как да се действа в такава ситуация?
Ако говорим за листни продукти, уточни проф. Василев, при такава ситуация една голяма част от тези вещества не могат да попаднат в растението. Листните продукти попадат в растението чрез устицата, само че в листната маса те са не повече от 1-2%. Така че няма как в рамките на 2-3 часа, когато очакваме продуктът да навлезе, той да навлезе именно през тези 1-2%. Затова една част от продуктите на практика навлизат и през кутикулата. Само че, за да могат да навлязат и да проявят своя ефект, кутикулата трябва да бъде набъбнала, т.е. да бъде овлажнена, с добър воден статус. Тогава в кутикулата се появяват водни нишки, които са с размерите на постъпващите вещества и те постъпват в растението чрез тях. Когато обаче имаме засушаване, не само устицата са затворени, но и самата кутикула е компресирана и тогава тези водни каналчета ги няма. Тогава продуктите на практика остават по повърхността на листата. Ако продуктът дава някаква оцветеност, той може да изиграе ролята на лупа за слънчевите лъчи и по този начин да предизвика пригори по листата, откъдето би могъл да дойде този угнетяващ ефект на допълнителната обработка.
В този случай е добре да не се пръска през деня, а рано сутрин или късно вечер, дори за предпочитане е нощно третиране, тъй като тогава напрежението на засушаването върху растението е по-слабо.
