эксклюзив
Китайские исследователи поделились опытом улучшения качества кожуры картофеля для сокращения потерь при хранении еще в период вегетации.
Группа китайских ученых (Институт картофеля Академии сельскохозяйственных наук Ганьсу; Колледж пищевых наук и инженерии, Сельскохозяйственный университет Ганьсу; Ланьчжоуский институт промышленных исследований) нашла альтернативу для агрохимической фунгицидной обработки картофеля, предназначенного для хранения.
О своей работе они сообщают в статье, опубликованной в журнале Horticulturae 2023 на портале MDPI: «Картофель – четвертая по величине продовольственная культура в мире, годовой объем производства которой в Китае достигает 18 миллионов тонн, при этом около 70–80 % урожая отправляется на долгосрочное хранение до следующего урожая.
При уборке и хранении картофеля его первичная перидерма кожуры может быть восприимчивой к повреждениям и царапинам. Эпидермальные раны являются основными каналами для заражения клубней патогенами и потери воды, что приводит к снижению качества и развитию порчи картофеля при хранении. Так, в Китае потери от гнилей клубней картофеля при хранении в среднем составляют от 10 до 30%, а иногда доходят и до 60%.
Повреждение перидермы клубня приводит к образованию вторичной перидермы в качестве защиты от заражения патогенами и потери воды. Этот процесс заживления включает индуцированную раной суберизацию в месте раны, которая происходит с локальным синтезом и отложением полифенольных соединений суберина (SPP) и лигнина.
Однако этот процесс может занять 2–3 недели, чего достаточно для нанесения ущерба от патогенов.
Хитозан, продукт деацетилирования хитина, широко встречается в экзоскелетах ракообразных, насекомых и клеточных стенках грибов. Он действует как элиситор в растительной системе для индукции антимикробной активности и врожденной устойчивости к болезням.
Хитозан нетоксичен, съедобен и биоразлагаем и был зарегистрирован для производства в некоторых странах для использования в консервации пищевых продуктов. Отчеты показали, что обработка растительных продуктов замачиванием или покрытием хитозаном дает хорошую защиту от послеуборочных гнилей.
В других исследованиях отмечено, что внекорневое внесение хитозана перед сбором урожая также может эффективно повышать стрессоустойчивость растений и снижать возникновение полевых болезней у пшеницы и кукурузы, а опрыскивание лоз столового винограда снижало порчу ягод в послеуборочный период.
Однако о влиянии внекорневого применения хитозана на раневое опробковение клубней картофеля после сбора урожая не сообщалось.
В этом исследовании картофель сорта Луншу № 7 опрыскивали по листу хитозаном перед сбором урожая для изучения биохимического механизма опробковения поврежденных клубней после сбора урожая, а также для обеспечения теоретической основы для рекомендаций коммерческим производителям картофеля.
Картофель высаживали в шесть рядов на опытной делянке с междурядьями 60 см и междурядьями растений 30 см, по 210 растений на каждой делянке. Равномерно опрыскивали препаратом с хитозаном (в данном случае, он был французского производства) из расчета 1 л/30 растений ручным опрыскивателем, оставляя участки для контроля. Применяли хитозан на стадии цветения, стадии набухания клубней и за 2 недели до сбора урожая соответственно. Эксперимент проводился в полностью рандомизированной групповой схеме с трехкратной повторностью.
Клубни были доведены до зрелости, собраны высушены на солнце в течение 4 часов, а затем упакованы в стандартные гофрированные коробки. Клубни, использованные для физиолого-биохимических анализов, хранили в холодильнике (5 ± 2 °С, относительная влажность 80–90%) до дальнейшего использования.
Отбирали по три партии по 300 клубней картофеля от каждой из хитозановой и контрольной обработок одинакового размера, свободных от механических повреждений, вредителей и болезней, промывали под проточной водой и замачивали в 1% гипохлорите натрия в течение 10 мин. После воздушной сушки перидерму рассекали в экваториальной плоскости стерильным скальпелем на глубину 0,3–0,5 мм, нанося раны для последующего сравнения результатов.
Повреждение клубней способствовало как потере веса в свежем виде, так и развитию болезни сухой гнили, поскольку часть клубней инокулировали возбудителем болезни F. sambucinum.
Потеря сырой массы поврежденными клубнями постепенно возрастала с увеличением сроков заживления.
Тем не менее, потеря свежей массы поврежденных клубней контрольной группы была значительно выше (5,49%), чем у группы, обработанной хитозаном (3,44%), через 28 дней хранения.
На поверхности поврежденных клубней, инокулированных F. sambucinum, наблюдались характерные темно-коричневые пятна, характерные для сухой гнили.
В контрольной группе показатель заболеваемости сухой гнилью быстро увеличивался с 7-го (около 10%) до 28-го дня инкубации (около 73%). Напротив, индекс болезни в поврежденных клубнях группы, обработанной хитозаном, был постоянно и значительно ниже (p < 0,05), чем в контрольной группе, на 28,8–41,6%.
Эти результаты показывают, что внекорневое опрыскивание хитозаном значительно снижает потерю свежей массы и развитие сухой гнили в поврежденных клубнях картофеля после уборки урожая.
Слои соединений суберина и лигнина, как важные компоненты раневой перидермы в поврежденных клубнях картофеля, показали быстрое наращивание на месте раны в группе с хитозаном уже через 3 дня после травмы. Слои были толще по сравнению с контролем.
Аналогичным образом, повреждение клубней индуцировало локальное отложение лигнина, которое увеличивалось в течение 7 дней. Через 7 дней после травмы содержание лигнина в обработанной группе увеличилось на 23,46% с толщиной клеточного слоя на 26,54% больше по сравнению с контролем.
Эти результаты свидетельствовали о том, что внекорневое опрыскивание хитозаном значительно ускоряло отложение соединений суберина и лигнина в ранах клубней картофеля, образовывая защитный барьер от патогенов. Аналогичные послеуборочные защитные эффекты были зарегистрированы для картофеля при использовании фунгицида крезоксим-метила.
Наше исследование предлагает альтернативную и экологически чистую обработку для сохранения товарных качеств клубней картофеля после сбора урожая, поскольку в целом результаты показали: предуборочное опрыскивание листвы хитозаном три раза во время развития клубней картофеля было эффективным в снижении потери свежей массы и развития сухой гнили в поврежденных клубнях в послеуборочный период».
По статье группы авторов (Ян Чжу, Вэй Чжан, Юаньшоу Чжао, Фу Чен, Фупэн Чжу, Цзипэн Ян, Сянчжэнь Гэ, Вэньцзюань Гонг, Жуйтонг Цуй, Вэньцзюнь Шэн), опубликованной на портале www.mdpi.com.
Фото: Дмитрий Лукьянов.