Tilsetning av silisium til jord for å styrke planteforsvaret

Anonim

For å hjelpe planter bedre å avverge insekter skadedyr, forsker armene dem med steiner.

Universitetet i Delaware Ivan Hiltpold og forskere fra Hawkesbury Institute for Environment ved Western Sydney University i Australia undersøker tilsetningen av silisium til jorden der planter dyrkes for å bidra til å styrke planter mot potensielle rovdyr.

Forskningen ble publisert nylig i tidsskriftet Soilbiology and Biochemistry og ble finansiert av Sugar Research Australia. Adam Frew, for tiden en postdoktorforsker ved Charles Sturt University i Australia, er hovedforfatteren på papiret.

Hiltpold, assisterende professor i entomologi og dyreliv økologi i UDs kollegium for jordbruk og naturressurser, sa at grunnlaget for prosjektet var å vurdere effekten av arbuscular mycorrhizal sopp på en plantes ernæringsmessige kvalitet og også på rot skadedyr, ved hjelp av sukkerrør og rot- matende insekter, primært sukkerrør-de grøtende larver av cane beetle.

"Denne undersøkelsen viste en cascading effekt, " sa Hiltpold. "Vi har silisium og andre plantenæringsstoffer i jorda, vi har svampene som samhandler med planten og metabolitter, og alt som plantekjemi har innflytelse på utvikling av insekter."

Silisium er verdens nest rikeste element etter oksygen i jordskorpen, men fordi det er i stein eller mineralform, er det ikke lett tilgjengelig for bruk av planter.

Ved å endre jorda med silisiumdioksyd, kan en form for silisium som planter lett tar opp, forskerne hjulpet plantene med å bygge opp små partikler kalt phytoliths, eller "plantesteiner" for å forsvare seg mot plantelevende insekter og muligens gnagere.

"Planten bygger opp disse typer steiner i vevet, noe som vil redusere fordøyelighet av plantematerialet fordi det ikke er veldig lett å fordøye steiner, " sa Hiltpold. "Disse steinene bærer også munndelene av insekter og muligens gnagere. Hvis tennene dine ikke egentlig skjærer mer, så kan du ikke spise så mye som mulig. Alt det som legges sammen, reduserer virkningen av plantelevende plante på planten. "

I eksperimenter med to sukkerrørssorter som er vokst i et drivhus, er rotfôringsinsekter, primært rørsyren, matet på plantene. Immunfunksjonen til insektene ble vurdert ved å måle deres immunrespons på entomopatogene nematoder - små organismer som dræper insekter i jorda - mens insektvekst og rotforbruk ble vurdert i en fôringsforsøk.

Forskerne fant at høye nivåer av silisiumkonsentrasjoner reduserte insektvekst og rotforbruk, sistnevnte med 71 prosent.

Fordi silisiumet ikke påvirker beitevekst, sa Hiltpold at det heller ikke vil påvirke mennesker når en person for eksempel bruker kokte gulrøtter eller søtt mais.

Hiltpold sa at de valgte sukkerrørene for studiet fordi det er et stort skadedyr i Australia.

"Sukkerrør er en stor industri i Australia, og disse larver forårsaker mye skade på den. Disse grubs kan være ganske store - deres diameter kan være like stor som min tommel, " sa Hiltpold. "Som jordskadedyr er de veldig vanskelig å kontrollere fordi de er vanskelige å nå med insektmidler, og de er vanskelige å overvåke. Vi vet ikke hvor de er før vi ser skadene på anlegget, og det er vanligvis for sent Å ha muligheter til å kontrollere dem er alltid bra. "

Muligheten til å bruke silisium for å styrke anleggets forsvar mot rottene vil være både miljøvennlig og økonomisk attraktiv for produsentene, da de ikke trenger å sprøyte så mye for å beskytte sine avlinger.

"Ideen om å endre avlinger med silisium generelt er det, OK, vi har dette elementet som er naturlig tilstede. Det eneste er at det ikke er bio tilgjengelig slik at det ikke kan tas opp av anlegget som det er, men hvis vi legger til litt biotilgjengelig silisium til feltet, da øker det plantens biomasse, sier Hiltpold. "Planteproduktiviteten er økt, og plantevernet blir også økt fordi silisiumet samler seg i vevet over og under bakken, og hjelper plantene til å takle insekter og pattedyr herbivory."

Hiltpold sa at denne undersøkelsen kunne gjelde for andre typer planter i tillegg til sukkerrør.

Han sa også at i tillegg til plantens samspill med silisiumet hadde soppene en overraskende innvirkning på insekter.

"Vi vet ikke nøyaktig om det er via anlegget eller direkte fra eksponeringen mot soppene, men insektsimmunsystemet ble utløst da plantene ble behandlet med soppene, " sa Hiltpold. "Det kan være nyttig i en integrert ledelsesvisning fordi det utløses et immunsystem hvis det ikke er noen invaderer, ingen patogeneksponering, kan ha en kostnad på insektets vekst eller ytelse, slik at det til slutt vil ha en gunstig innvirkning på planten fordi Insektet gjør mindre godt og gjør mindre skade. Jeg synes det var et interessant funn som aldri ble demonstrert før. "

menu
menu