Поскольку изменение климата продолжает оказывать влияние на винодельческие регионы Новой Зеландии и всего мира, производство винограда сталкивается с беспрецедентными проблемами. Как сообщает Национальный институт водных и атмосферных исследований (NIWA), все более непредсказуемые погодные условия привели к пикам более засушливых условий в 2020, 2023 и 2024 годах в различных местах по всей Новой Зеландии, что оказывает огромное негативное влияние на виноградники.
Чтобы поддерживать будущее производство винограда и поддерживать качество вина, крайне важно изучать инновационные стратегии, которые повышают устойчивость виноградной лозы. Одним из перспективных подходов является использование потенциала полезных для почвы микробов, особенно тех, которые принадлежат к роду Trichoderma, которые могут улучшить устойчивость к засухе и эффективность использования воды виноградными растениями.
Читайте здесь: Как пермакультура защищает виноградники от вредителей, жары и засухи
Триходерма: союзник в почве
Trichoderma — род грибов, естественным образом встречающихся во многих типах почв, занятых под виноградниками, по всему миру. Известные своей способностью поддерживать здоровье растений, эти грибы досконально изучены на предмет их роли в биологическом контроле, где они подавляют патогены растений.
Однако недавние исследования показали, что виды Trichoderma могут делать гораздо больше, чем просто защищать растения от болезней. Они также обладают потенциалом для улучшения роста и устойчивости растений, особенно в стрессовых условиях, таких как засуха.
Кусты винограда, особенно те, которые выращиваются в засушливых регионах с дефицитом почвенной воды, могут получить большую пользу от поддержки этих полезных грибов. Применение Trichoderma вокруг корней кустов винограда может улучшить и увеличить биоразнообразие почвы, поддерживая продуктивность виноградника в условиях ограниченной почвенной влаги.
Краткое изложение исследования
Пилотное испытание было проведено Научно-исследовательском институте Брагато (BRI), Новая Зеландия, в сотрудничестве с Департаментом сельскохозяйственных наук Университета Линкольна (Великобритания). Исследовали воздействие Trichoderma на молодые привитые кусты винограда сорта Совиньон блан. Эксперимент, проведенный в контролируемых условиях теплицы, включал выращивание кустов винограда на различных типах почв и подвергание их регулируемому водному стрессу.
Одним из примеров является типичная глинисто-глеевая почва. Глеевая почва образуется в условиях недостатка кислорода, когда близко к поверхности находятся грунтовые воды, препятствующие проникновению в почву дождевых вод, насыщенных кислородом. Такая глинистая почва известна своей высокой структурной уязвимостью и водоудерживающей способностью, часто испытывая периодическое заболачивание. Хотя проникновение корней может достигать 70 см, извлечение ими влаги становится все более трудным по мере высыхания почвы.
Цель состояла в том, чтобы определить, влияет ли инокуляция Trichoderma вокруг корневых зон в почве на биологию почвы таким образом, чтобы повысить устойчивость к засухе и эффективность использования воды кустами винограда, предлагая потенциальное решение для виноградников, все чаще сталкивающихся с повторяющимися засухами.
Молодые привитые кусты винограда сорта Совиньон блан были посажены в четыре различных типа почвы, каждый из которых представлял отдельную среду роста. Для каждого типа почвы были созданы два варианта опыта: первый вариант – обработка почвы в прикорневой зоне Trichoderma, и контрольный вариант – без применения грибковой инокуляции. Сравнивая эти варианты в условиях засухи, были выявлены различия в способности кустов винограда справляться с водным стрессом.
Чтобы лучше понять, как Trichoderma влияет на устойчивость виноградной лозы, для характеристики микробных сообществ почвы до и после применения Trichoderma в вариантах обработки как в засуху, так и в отсутствие засухи использовали секвенирование ампликонов (копируемых продукты ПЦР) с длинными считываниями. Эта технология позволила проанализировать популяции бактерий и грибов в почве, предоставив информацию о том, как Trichoderma взаимодействует с другими микробами и влияет на общую микробную экосистему вокруг корневых зон.
Читайте здесь: Микориза на винограднике: симбиоз, укрепляющий растения
Почвенные микробы
Микробный анализ почвы, проведенный до инокуляции Trichoderma, показал, что Trichoderma не входила в 10% основных родов грибов в различных типах почв, использованных в этом исследовании. Например, глинисто-глеевой почва, Trichoderma была значительно менее многочисленной по сравнению с другими доминирующими грибами, такими как Leptosporella. Однако после обработки Trichoderma произошел заметный сдвиг в составе как бактериальных, так и грибковых популяций. Эти изменения свидетельствуют о том, что Trichoderma может способствовать созданию более благоприятной микробной среды, усиливая присутствие полезных микробов и подавляя потенциально вредные.
Влияние триходермы на устойчивость к засухе и эффективность использования воды
Кусты винограда, обработанные Trichoderma, показали лучшие показатели роста как в условиях засухи, так и при нормальном орошении по сравнению с теми кустами, которые не были инокулированы Trichoderma. Обработанные Trichoderma лозы развили превосходные корневые системы, производя больше корневой биомассы и поддерживая рост при меньшем количестве воды. Это улучшение особенно полезно в регионах с дефицитом воды, где оно позволяет виноградникам поддерживать производительность при сокращенном орошении или его отсутствии (см. рисунок).
Рисунок - Улучшенная морфология корней винограда в подзолисто-глеевой почве, обработанной Trichoderma и необработанной, при нормальном орошении (a и b), а также обработанной и необработанной Trichoderma в условиях засухи (c и d).
Усиленное развитие корней обусловлено следующими факторами:
- увеличение подземной биомассы, так как под действием Trichoderma растворяются фосфаты и другие необходимые питательные вещества, что делает их более доступными для растений;
- Trichoderma производит фитогормоны, такие как ауксины, которые стимулируют рост корней;
- Trichoderma повышает устойчивость к почвенным патогенам, создавая против них защитный барьер.
Эти механизмы в совокупности улучшают функцию корней и эффективность использования воды.
Несмотря на эти преимущества, не было выявлено существенных различий в физиологических функциях, таких как устьичная проводимость и скорость фотосинтеза между обработанными Trichoderma и необработанными виноградными растениями, как в условиях засухи, так и при обычном орошении в течение шести месяцев испытания.
Устьичная проводимость измеряет скорость, с которой углекислый газ поступает в лист и водяной пар выходит из него через устьица, а скорость фотосинтеза указывает на эффективность фотосинтеза - процесса, посредством которого растения преобразуют энергию света в химическую энергию. Это говорит о том, что, хотя Trichoderma положительно влияет на развитие корней и усвоение питательных веществ, эффект для надземного роста кустов и их физиологические функции могут проявиться позже.
Выводы
Таким образом, исследование продемонстрировало потенциал Trichoderma как перспективного инструмента для управления водным стрессом у виноградных кустов. Установлено, что инокуляция Trichoderma значительно улучшила развитие корней, что привело к улучшению показателей роста как в условиях засухи, так и в условиях обычного орошения.
Это улучшение в значительной степени объясняется способностью Trichoderma увеличивать подземную биомассу, растворять необходимые питательные вещества и обеспечивать защиту от патогенов, передающихся через почву.
Хотя в ходе испытаний не было обнаружено никаких немедленных существенных изменений в физиологических функциях, таких как устьичная проводимость и скорость фотосинтеза, улучшенная структура корней предполагает, что Trichoderma может обеспечить долгосрочные преимущества для производительности кустов винограда, особенно в регионах с дефицитом воды. Полученные результаты подчеркивают потенциал Trichoderma для повышения устойчивости винограда к водному стрессу, вызванному климатом.
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью понять долгосрочные эффекты на надземный рост и общую производительность виноградника.
by Dr. Solomon Wante (д-р Соломон Уонте)
