ІНДУКЦІЯ ЗАХИСНИХ РЕАКЦІЙ У РОСЛИН – ЕЛІСІТОР ХІТОЗАН

Перша згадка про «модифікований хітин», отриманий в результаті його деацетилювання, який потім міг бути розчинений в оцтовій кислоті, з’являється в роботах Чарльза Руже в 1859 році. Однак назву хітозан вперше використав Фелікс Хоппе-Сейлер у 1894 році. Після цих перших відкриттів виник значний інтерес до хітину та його першого похідного хітозану в багатьох галузях застосування. Хітозан вперше був промислово вироблений у 1971 році в Японії.

Нині хітозан – це збірна назва групи біополімерів полісахаридів, які утворюються в результаті повного або часткового N-деацетилювання хітину (рис. 1), який є найпоширенішим відновлюваним матеріалом на землі після целюлози. Він складається з кополімерів β-1,4-пов’язаних d-глюкозамінових і N-ацетил-d-глюкозамінових одиниць.

Рис. 1. Ілюстрація хімічної структури хітину та хітозану

Ключові функції хітозану в сільському господарстві загалом, та в рослинництві зокрема, наведено на рис. 2.

Рис. 2. Ключові функції хітозану в рослинництві

Численні дослідження в різних країнах світу на різноманітних рослинах достеменно довели ефективність хітозану та його похідних для сільського господарства.

Так, наприклад, Хюн-Джин Кім та ін. (2005) ще у 2005 році провели дослідження за яким було встановлено, що після обробки еліситором хітозаном, ріст за вагою та висотою базиліка солодкого значно збільшився приблизно на 17% та 12% відповідно. Це дослідження демонструє, що еліситор, такий як хітозан, може ефективно індукувати фітохімічні речовини в рослинах, що може бути ще одним альтернативним і ефективним засобом замість генетичної модифікації.

Ліза ДеГенрінг та ін. (2023) встановили, що застосування хітозану зменшило захворюваність на яблуні та його тяжкість на 55% на фруктах порівняно з контролем у воді. Хітозан також зменшив появу сажистих плям, мух і іржі на плодах. Крім того, обробка хітозаном + біопестицидом, накладена на стандартну програму обприскування виробника, зменшувала захворювання ефективніше, ніж стандартна обробка виробника. Однак ця ефективність залежала від сорту та збудника. Це дослідження надає докази того, що застосування хітозану до збору врожаю має потенціал для боротьби з хворобами у виробництві яблук.

Я-цзин Гуань та ін. (2009) обробляючи насіння двох інбредних ліній кукурудзи, гібриду HuangC (стійкої до охолодження) і Mo17 (чутливої до охолодження) перед сівбою шляхом нанесення 0,25%, 0,50% і 0,75% (мас./об.) розчинів хітозану при 15 °C на ріст і фізіологічні зміни насіння і рослин встановили, що хоча обробка насіння хітозаном не мала суттєвого впливу на відсоток проростання в умовах низькотемпературного стресу, вона підвищила індекс схожості, зменшила середній час проростання, збільшила висоту пагонів, довжину коренів, і суху вагу пагонів і коренів в обох лініях кукурудзи.

 З 1979 року, коли Аллан і Хадвігер оголосили про хітозан як біофунгіцид, він привернув велику увагу з точки зору досліджень у галузі захисту рослин. Крім того, він також добре задокументований у боротьбі з хворобами рослин, викликаними бактеріями.

Ефективність хітозану проти різних шкідників і патогенів (табл. 1), а також його позитивний вплив на біохімічні процеси в рослинах охоплює значну кількість наукових статей. Тому з великої колекції досліджень застосування хітозану ми залучили лише деякі з них.

Таблиця 1. Захисні механізми, індуковані хітозаном

Застосування хітозану демонструє сильну стійкість до мікробних захворювань і інсектицидну дію проти різних шкідників рослин.

Однак було виявлено, що похідні хітозану є потенційно більш шкідливими, ніж шкідники. Через ці причини останнім часом було розроблено більше похідних хітозану – з один із яких – N-2-хлор-6-фторбензилхітозан – виявився летальним проти олеандрової попелиці (Aphis nerii) та личинок єгипетської бавовняної совки (Spodoptera littoralis) на посівах бавовнику.

Хітозан запускає механізми стійкості рослин до посухи. Стрес від посухи є одним із найважливіших багатовимірних екологічних чинників, які пошкоджують фізіологію, біохімічні властивості та молекулярні властивості рослин. Наприклад, молоді саджанці яблук обприскували хітозаном, що посилювало антиоксидантну активність, зменшувало витік електроліту та відновлювало вміст вологи в умовах безперервного посушливого стресу впродовж 35 днів. Також повідомлялося про індукування стійкості до посухи у картоплі, рису, білої конюшини та виноградної лози за допомогою індукованої антиоксидантної та підвищення ендогенної активності, вмісту H₂O₂ та оптимальному розвитку кореневої системи.

Суттєвим є вплив хітозану на фізіологічні процеси в рослинах, що підтверджується численними дослідженнями. (табл. 2).

Таблиця 2. Дослідження щодо впливу хітозану на агрономічні властивості садових культур.

Хітозан як добриво та субстанція для їх захисту. Екологічна токсичність знаходиться на критичній точці через високий рівень виробництва та використання неорганічних добрив. Таким чином, біологічно розкладані біодобрива, такі як хітозан, приваблюють дослідницьку спільноту. Хітозан розщеплюється ферментативно, не впливаючи на корисну ризосферну біоту в ґрунті при низьких концентраціях, а також індукує симбіотичний обмін між рослиною та мікроорганізмами.

Крім того, хітозан є біополімером на основі полісахариду, який стимулює активність симбіотичних мікроорганізмів рослин, що призводить до зміни ризосферної мікробної рівноваги, таким чином завдаючи шкоди патогенам рослин.

У нещодавніх дослідженнях хітозан використовувався як біодобриво для підвищення врожайності з меншим забрудненням навколишнього середовища. Згідно з результатами, хітозан у поєднанні з лізоцимом продемонстрував сприятливий ефект, де він значно знизив рівень ураження стебла томатів до 14%.

Фітофтороз картоплі є поширеною хворобою, яка завдає економічної шкоди врожаю. Однак після інокуляції ґрунту хітозаном як біодобривом було виявлено значне зниження зараження бульб фітофторозом, а також зареєстровано значне збільшення поглинання рослинами поживних речовин. Дослідження було проведено для виробництва органічного насіння картоплі.

Подібним чином 1% хітозану, змішаного з добривом, покращувало вміст азоту та фосфору в коренях і пагонах Eustoma grandilorum порівняно з рослинами, вирощеними на змішаному ґрунті без хітозану. У пекінської капусти рослини, оброблені продуктом на основі хітину, показали більш швидкий ріст, ніж рослини, оброблені стандартним мінеральним добривом. В іншому дослідженні хітозан у поєднанні з N, P, K добривом виявив суттєвий вплив на сіру плісняву, спричинену Botrytis cinerea у бегонії зимової, а також підвищив антиоксидантну активність та інші комерційні властивості. Крім того, ґрунт, доповнений хітином, покращував ріст рослин, покращуючи засвоєння поживних речовин.

Щодо перспектив подальших досліджень, то вбачаємо у технології додавання хітозану до мінеральних добрив, майбутнє розвитку агрохімічної галузі, яка сприятиме не лише фактичному збільшенню врожайності сільськогосподарських культур, але і вмикатиме активні механізми фізіологічного захисту рослин з тим аби у повній мірі реалізувати біологічний потенціал видів.

Якщо ви хочете:

• отримати персоналізовану схему живлення,

• підібрати добрива,

…ми готові допомогти!

Wonder пропонує низку рішень, зокрема:

• Wonder Leaf  Mono Ca 14 — кальцієве добриво для зміцнення клітинних стінок і кореневої системи;

• Wonder Leaf Mono P 30 — фосфорне підживлення, важливе для енергообміну та розвитку.

📞 Для консультації з агрономом, складання індивідуальної схеми живлення та замовлення цих добрив — звертайтесь за телефоном: +38 067 0000 304  або електронною поштою info@wonder-corporation.com