Повышенное содержание соли в почве существенно снижает ущерб, наносимый томатам основными вредителями, такими как томатная плодожорка. Это явление подробно изучили энтомологи из Колледжа сельскохозяйственных наук Университета штата Пенсильвания, а результаты опубликованы в журнале Plant, Cell and Environment. Исследование под руководством докторанта Сахила Павара выявило двойственный эффект солевого стресса: с одной стороны, он сдерживает вредителей, а с другой — снижает урожайность томатов.
Проблема засоления почвы широко распространена в регионах с тёплым, засушливым климатом и неправильным орошением, таких как Индия, Флорида, Калифорния, страны Средиземноморья и Африки. В этих районах фермеры нередко используют доступную воду, что приводит к накоплению соли в почве. Для многих аграриев в развивающихся странах это вынужденная мера, которая влечёт за собой изменения свойств растений и урожайности.
В ходе эксперимента томатные растения поливали обычной водой либо раствором соли за три дня до начала наблюдений. Учёные анализировали массу растений, содержание хлорофилла, питательные характеристики, уровень экспрессии защитных генов и концентрацию защитных белков. Кроме того, оценивались поведение и жизнеспособность гусениц томатной плодожорки, которых также выращивали на искусственном рационе с разным содержанием соли.
Растения, подвергавшиеся воздействию соли, были заметно меньше и подавленнее по сравнению с контрольной группой. Уже при умеренном солевом стрессе фиксировалось уменьшение урожая. Однако по мере повышения содержания соли в почве скорость роста вредителей снижалась, а повреждения от их питания становились менее выраженными. Мотыльки, откладывающие яйца, гораздо реже выбирали солёные растения для размножения.
Важный вывод — снижение активности вредителей происходило не из-за усиления защитных белков у растений, а в результате прямого токсического действия соли на гусениц. При высоких концентрациях соли снижалась выживаемость личинок и взрослых насекомых, нарушалось развитие крыльев у мотыльков и уменьшалась их способность к откладке яиц. Одновременно изменялся химический состав летучих веществ, выделяемых растением: новый запах сигнализировал насекомым о неблагоприятных условиях для потомства.
Положительный эффект для сельского хозяйства заключается в снижении числа отложенных яиц вредителя и, как следствие, уменьшении числа личинок, атакующих будущие урожаи. Однако негативная сторона — всё тот же солевой стресс, который способен значительно снизить продуктивность томатов.
Исследователи считают, что возможно существует оптимальный уровень солевого давления, при котором вредители избегают растения, но урожайность не страдает. Повышенная засолённость также может сделать плоды томата более сладкими и кислыми за счёт увеличения сахаров и кислот. Кроме того, соль способна усиливать токсичность применяемых инсектицидов, что позволит использовать их в меньших дозах.
В будущем необходимо определить точный баланс между концентрацией соли и устойчивостью к вредителям без ущерба для урожая. Перспективным направлением остаётся изучение влияния относительно безопасных металлов, таких как натрий и калий, на микроорганизмы и общее здоровье растений. Важно также сравнить эти эффекты с рисками бионакопления токсичных металлов, например ртути и свинца, и разобраться в механизмах воздействия соли на растения и вредителей.
Изображение носит иллюстративный характер
Проблема засоления почвы широко распространена в регионах с тёплым, засушливым климатом и неправильным орошением, таких как Индия, Флорида, Калифорния, страны Средиземноморья и Африки. В этих районах фермеры нередко используют доступную воду, что приводит к накоплению соли в почве. Для многих аграриев в развивающихся странах это вынужденная мера, которая влечёт за собой изменения свойств растений и урожайности.
В ходе эксперимента томатные растения поливали обычной водой либо раствором соли за три дня до начала наблюдений. Учёные анализировали массу растений, содержание хлорофилла, питательные характеристики, уровень экспрессии защитных генов и концентрацию защитных белков. Кроме того, оценивались поведение и жизнеспособность гусениц томатной плодожорки, которых также выращивали на искусственном рационе с разным содержанием соли.
Растения, подвергавшиеся воздействию соли, были заметно меньше и подавленнее по сравнению с контрольной группой. Уже при умеренном солевом стрессе фиксировалось уменьшение урожая. Однако по мере повышения содержания соли в почве скорость роста вредителей снижалась, а повреждения от их питания становились менее выраженными. Мотыльки, откладывающие яйца, гораздо реже выбирали солёные растения для размножения.
Важный вывод — снижение активности вредителей происходило не из-за усиления защитных белков у растений, а в результате прямого токсического действия соли на гусениц. При высоких концентрациях соли снижалась выживаемость личинок и взрослых насекомых, нарушалось развитие крыльев у мотыльков и уменьшалась их способность к откладке яиц. Одновременно изменялся химический состав летучих веществ, выделяемых растением: новый запах сигнализировал насекомым о неблагоприятных условиях для потомства.
Положительный эффект для сельского хозяйства заключается в снижении числа отложенных яиц вредителя и, как следствие, уменьшении числа личинок, атакующих будущие урожаи. Однако негативная сторона — всё тот же солевой стресс, который способен значительно снизить продуктивность томатов.
Исследователи считают, что возможно существует оптимальный уровень солевого давления, при котором вредители избегают растения, но урожайность не страдает. Повышенная засолённость также может сделать плоды томата более сладкими и кислыми за счёт увеличения сахаров и кислот. Кроме того, соль способна усиливать токсичность применяемых инсектицидов, что позволит использовать их в меньших дозах.
В будущем необходимо определить точный баланс между концентрацией соли и устойчивостью к вредителям без ущерба для урожая. Перспективным направлением остаётся изучение влияния относительно безопасных металлов, таких как натрий и калий, на микроорганизмы и общее здоровье растений. Важно также сравнить эти эффекты с рисками бионакопления токсичных металлов, например ртути и свинца, и разобраться в механизмах воздействия соли на растения и вредителей.
