În prezent, majoritatea produselor agricole comerciale derivate din alge marine sunt extracte lichide din alge marine brune. Cu toate acestea, oamenii de știință mexicani se uită la potențialele aplicații agricole ale biomasei de alge marine verzi sub formă de pulbere, granulată sau fragmentată, precum și bioprodusele rezultate, având în vedere biomasa lor disponibilă și disponibilitatea generală în țară. Testele pe roșii au arătat potențialul unor astfel de biostimulatori.
Действительно, U. ohnoi предлагает простой и экономически эффективный способ получения новых и натуральных стимуляторов роста растений. Кроме того, растущий коммерческий интерес к выращиванию U. ohnoi отражает их потенциал для достижения высокой биомассы, высокой производительности на единицу площади и богатства биологически активными соединениями.
Органическим томатам и устойчивым помидорам нужны биостимуляторы
В ряде исследований было обнаружено, что экстракты морских водорослей из Ulva spp. положительно влияют на морфологические и биохимические параметры роста растений, включая прорастание и рост, а также содержание хлорофилла, каротиноидов, сахара, белка и липидов, причем эти улучшения приписываются наличию гормонов, минералов, углеводов и бетаинов в экстрактах. Экстракты зеленых морских водорослей также повышали соле- и засухоустойчивость растений.
В Повестке дня в области устойчивого развития на период до 2030 года Организация Объединенных Наций предложила достичь глобальной продовольственной безопасности путем обеспечения доступа к достаточному количеству продовольствия с надлежащим питательным качеством для поддержания и улучшения здоровья человека.
Томат является одним из наиболее часто потребляемых овощей во всем мире, и ежегодно производится около 180 миллионов тонн свежих томатов.
В Мексике особенно популярен сорт Рио-Фуэго «Río Fuego» - среднеранний детерминантного типа. Эти томаты с компактной привычкой роста высаживаются в домашних огородах и коммерческом сельском хозяйстве. Сорт устойчив к распространенным заболеваниям, хорошо адаптируется к различным условиям роста и демонстрирует заметный производственный потенциал. Плоды томатов этого сорта характеризуются как твердые, мясистые, среднего размера, темно-красного цвета и удлиненной формы, они также показывают хорошую транспортабельность.
Помимо приятного вкуса и низкой кислотности, томаты являются функциональными продуктами питания, учитывая медицинские данные об их способности снижать риск некоторых видов рака.
Более того, питательные и функциональные соединения (например, белки, минералы, витамины, пищевые волокна, сахара, фитоалексины, гликоалкалоиды, каротиноиды и фенольные соединения), обнаруженные в томатах, очень полезны для здоровья человека. В частности, плоды томатов являются богатыми источниками мощных природных антиоксидантов, включая аскорбиновую кислоту, ликопин, β-каротин и полифенолы. Поэтому частое употребление томатов и продуктов на основе томатов может значительно улучшить потребление этих полезных нутрицевтических соединений.
Во всем мире органическое производство томатов и других овощей увеличивается примерно на 9% в год.
Однако внедрение устойчивых методов ведения сельского хозяйства, способствующих продовольственной безопасности и минимизирующих вредные последствия использования высокотоксичных агрохимикатов и их остатков для производства органических томатов, требует значительных инвестиций.
С этой целью органические материалы, полученные из местного, биоразлагаемого и экологически чистого сырья, предлагают многообещающие альтернативы чрезмерному использованию синтетических химических продуктов в садоводстве. При выращивании томатов применение биостимуляторов из морских водорослей является устойчивым подходом к улучшению питательных и функциональных характеристик получаемых плодов, что приобретает все большую значимость.
Помидоры и зеленые морские водоросли: эксперимент и результаты
Продукты на основе морских водорослей все чаще используются в растениеводстве из-за широкого спектра биоактивных соединений, которые являются результатом уникальных и разнообразных экологических условий, в которых развивались морские водоросли.
Некоторые исследования показали, что углеводы составляют основной компонент (%) сухой биомассы морских водорослей, за которыми следуют минералы, белки, липиды, регуляторы роста растений и вторичные метаболиты, которые присутствуют в гораздо меньших количествах. Эти компоненты влияют на метаболизм и физиологию растений, зависят от основных элементов в почве и повышают продуктивность томатных растений.
Кроме того, было показано, что компоненты, содержащиеся в морских водорослях и их производных, улучшают урожайность плодов, твердость, вкус, внешний вид, а также содержание питательных и диетических антиоксидантов, хотя эти преимущества могут различаться в зависимости от генотипа и условий выращивания.
В этом контексте учеными Университета Гвадалахары был проведен эксперимент в теплице для изучения влияния применения зеленых морских водорослей Ulva ohnoi (в виде суспензии морских водорослей (SWS) или экстракта морских водорослей (SWE)) на урожайность, размер, форму и питательные качества (т. е. приблизительный состав и содержание антиоксидантов в рационе) плодов томата сорта Рио-Фуэго.
Всего посадили 36 растений томата по отдельности и организовали в три экспериментальные группы: SWS (растения, орошаемые 250 мл суспензии морских водорослей [2,0%]), SWE (растения с подачей 250 мл экстракта морских водорослей [0,2%]) и контроль (растения, орошаемые водой). Каждая обработка включала три повторения.
SWS или SWE наносили непосредственно на субстрат через неделю после пересадки (6 применений SWS с интервалом в 15 дней или 12 применений SWE с интервалом в 7 дней) и продолжали до одной недели до первого сбора урожая. Тепличный эксперимент проводился до фазы сбора урожая (от 91 до 121 дня).
Собранные плоды (66%) с обработанных SWS растений были получены на самых ранних стадиях сбора урожая. Напротив, плоды, собранные с обработанных SWE растений (82%) и контрольных растений (77%) были получены на поздних и очень поздних стадиях сбора урожая.
Примечательно, что применение SWS значительно увеличило количество собранных плодов с растения, средний вес плодов, урожайность (кг/растение), количество семян с плода и размер плодов.
Кроме того, плоды томатов с растений, обработанных SWS или SWE, показали более высокий процент белка, жира, сырой клетчатки, сухого вещества и общего количества растворимых сухих веществ, а также более низкую кислотность и сниженное общее содержание углеводов по сравнению с контролем.
Антиоксидантные метаболиты в томатах, включая ликопин, β-каротин, флавоноиды и фенольные кислоты, увеличились после применения SWS и SWE, в то время как содержание антоцианов и аскорбиновой кислоты увеличилось только в обработанных SWS растениях.
Эти результаты показывают, что обе формы применения U. ohnoi оказывают биостимулирующее действие на томат. В частности, использование SWS демонстрирует большой потенциал в качестве стратегии повышения урожайности и качества томатов в устойчивых и органических системах овощеводства.
«Следует отметить, что биомасса U. ohnoi, полученная из наземных прудов коммерческих систем выращивания, не содержит тяжелых металлов. Следовательно, SWS и SWE, используемые в настоящем исследовании, могут использоваться в качестве биостимуляторов без риска внесения тяжелых металлов, что позволяет фермерам повысить рост и производительность томатных растений, одновременно способствуя производству высококачественных плодов. Кроме того, применение SWS или SWE не приведет к загрязнению водных источников вблизи сельскохозяйственных угодий, включая реки и грунтовые воды, и не нарушит экосистемы океана, вызывая эвтрофикацию, которая часто связана с современными методами ведения сельского хозяйства. Поэтому, чтобы продвинуть наше понимание этих взаимосвязей, необходимо провести более подробные эксперименты для оценки сырых морских водорослей и приготовления биостимуляторов, полученных из морских водорослей, для снижения концентрации тяжелых металлов после нагревания различными методами (например, автоклавирование, микроволновая печь и водяная баня) и их воздействия на сельскохозяйственные культуры. Эти результаты позволят нам расширить наши знания о биостимулирующем потенциале морских водорослей и продвинуть разработку экологически чистых подходов для устойчивого сельского хозяйства», - заключили авторы исследования.
