Когда растение подвергается атаке, его корни посылают в почву особые химические сигналы. Эти «сообщения» кардинально меняют микробиом, привлекая защитников и подавляя патогены.

Несколько раз встречал в видео на Ютубе информацию о том, как чудодейственные бродиловки «подавляли» болезни и вредителей культур. И в то же время вижу у себя «самоисцеление» культур в некоторых случаях. Без применения каких либо препаратов. Это как в той присказке: «Если лечить простуду, она пройдет за две недели. А если не лечить – за 14 дней».

В частности у меня это наблюдается с тлей. Появляется вредитель. Я ничего не делаю. Он сам через небольшое время пропадает.

На самом деле тут никакого чуда нет. И какое то фантастическое плодородие или «здоровье» растений ни причем. Патогенные организмы (вредители и возбудители болезней) нападают на растения, которые ослаблены недостатком или дисбалансом питания, воды или стрессами (неблагоприятные влажность и температура, засуха, затопление). На питание в свою очередь может влиять гидротермический режим (влажность и температура) и другие факторы.

Но как только жизнь растения налаживается (проходят факторы вызывавшие стресс) иммунитет растений повышается и они могут сами избавиться от болезней и вредителей.

Кроме того, существует интересный механизм с помощью которого растения в симбиозе с микроорганизмами целенаправленно борются с патогенами.

Многие из нас сталкивались с корневой гнилью, вызванной почвенными патогенами. Растения, особенно те, что выращиваются на одном месте из года в год (это явление называется негативной обратной связью "растение-почва", или NPSF), часто страдают от накопления таких возбудителей болезней в ризосфере (зоне почвы вблизи корней). Но исследования показывают, что когда на растение нападает надземный патоген, оно включает скрытый защитный механизм, который лечит подземные проблемы.


Как вершки спасают корешки

Как же это работает? Всё дело в умном взаимождействии между частями растения и почвенным микробиомом через корневые выделени (экссудаты).

Когда надземная часть растения поражается патогеном растение резко меняет свой метаболизм и состав корневых выделений. Это изменение — своего рода сигнал стресса — переключает отрицательную обратную связь "растение-почва" (NPSF) на положительную (PPSF).

В ответ на поражение надземной части (вызванное внешним воздействием) корни начинают активнее выделять органические кислоты (коротко- и длинноцепочечные), сахара и аминокислоты.

Эти метаболиты выполняют двойную функцию:
- Подавляют рост почвенных патогенов
- Привлекают и обогащают полезные микробы в ризосфере

Таким образом, "атака" сверху запускает защиту снизу.


Как изменение в микробиоме ризосферы влияет на надземную часть растений

Перенастройка микробного сообщества в зоне корней имеет большое значение не только для подземной части, но и для всего растения.

Происходит следующее:

- Значительно подавляется относительная численность почвенного патогена.

- Резко увеличивается количество полезных микроорганизмов, таких как грибы рода Триходерма (T. harzianum, T. atroviride) и полезных бактерий (Bacillus и Streptomyces). Эти микробы известны своими биоконтрольными (ограничивать распространение) и антагонистическими (способность подавлять) свойствами против почвенных патогенов.
- Привлеченные полезные микробы не только борются с корневой гнилью, но и повышают системную устойчивость (Induced systemic resistance (ISR)) растения к болезням, в том числе к тому самому листовому патогену, который изначально вызвал стресс.

Фактически, заражение листьев стимулирует растение к формированию болезнеподавляющей (супрессивной) почвы вокруг корней.




Практическая ценность для огородника любителя



Ученые видят в этом новый механизм воздействия на корневых патогенов и оздоровление почвы. Он заключается в том, чтобы позволить стрессу воздействующему на надземную часть растения вызнать реакцию приводящую к оздоровлению прикорневой зоны почвы.

Как это практически можно использовать?

Не спешите уничтожать всех подряд. Если ваше растение столкнулось с легким поражением листьев или нападением насекомых (например, тли), которое не угрожает его гибели, не бросайтесь немедленно за средствами защиты. Незначительный биотический стресс (поражение патогеном или раны, нанесенные насекомыми) может быть полезным стимулятором, который помогает растению набрать "команду" защитников в ризосфере для борьбы с более серьезными подземными угрозами. Растения могут привлекать полезные микробы, чтобы помочь себе справиться со стрессом.

Искусственное повреждение надземных органов (управляемый стресс). Исследования показывают, что механическое повреждение (ранение стебля) способны системно активировать корневые выделения, которые привлекают полезные грибы, такие как триходерма.

Вполне возможно, что в контролируемых условиях, при выращивании культур, склонных к корневой гнили, легкое, контролируемое повреждение надземной части может быть использовано для стимуляции иммунитета растений и повышения выживаемости.

Важно иметь в виду, что любую хорошую идею можно довести до абсурда. Не стоит надеяться на то, что любое растение в любых условиях сможет таким образом справиться с любым вредителем или возбудителем болезней.



Факторы, необходимые для положительной обратной связи


Чтобы этот механизм работал, должны соблюдаться следующие условия:

- Наличие активного микробиома. Сдвиг от NPSF к PPSF напрямую связан с изменениями в микробиоме ризосферы. Если почва стерильна (например, после сильной обработки), этот механизм не сработает, так как некому будет "ответить" на призыв корней.

- Растение должно быть способно изменить метаболизм и секрецию, чтобы производить и выделять в почву органические кислоты, сахара и аминокислоты. Эти соединения (например, длинноцепочечные органические кислоты, короткоцепочечные органические кислоты, сахара, аминокислоты) должны быть в достаточной концентрации для подавления патогенов и стимуляции полезных микробов.


Как применение синтетических удобрений и пестицидов влияет на этот механизм


Применение синтетических химических веществ может негативно сказаться на этом тонком механизме:

- Стандартные подходы к борьбе с болезнями зачастую подавляют не только вредные но и полезные микроорганизмы. Уничтожают или подавляют сам микробиом - ключевого игрока в механизме самоисцеления.

- Известно, что нормы внесения азотных и фосфорных удобрений влияют на корневые выделения и микробиом ризосферы. Хотя конкретное влияние синтетических минеральных удобрений на переключение обратной связи "растение-почва" не было центральной темой данных исследований, поддержание естественного и разнообразного микробиома - необходимое условие для работы этого механизма. Чрезмерное использование химикатов, обедняющих состав микроорганизмов в почве может подавить способность растения к "самолечению"

Управление болезнями с помощью манипулирования надземным состоянием - интересная новая стратегия. В следующий раз, увидев небольшое пятно на листе, подумайте: возможно, ваше растение уже начало мобилизацию подземных сил, чтобы стать сильнее.

Для огородников с критическим мышлением и тех кто хочет глубже погрузиться в эту тему, привожу названия оригинальных научных работ:

- Foliar Pathogen Infection Manipulates Soil Health through Root Exudate-Modified Rhizosphere Microbiome

- Root exudates of stressed plants stimulate and attract Trichoderma soil fungi