Плазменная защита для рисовых культур

Обработка больных семян риса атмосферной плазмой показала значительное улучшение их состояния и роста, что открывает потенциальный инструмент для защиты рисовых культур от грибка и бактериального увядания. Команда из Университета Тохоку (Япония) обнаружила, что погружение заражённых семян риса в горячую воду с последующим облучением плазмой снижает уровень инфекции на 60–90%.

Плазма — четвёртое состояние материи наряду с твёрдым, жидким и газообразным. Это облако электронов, создающее положительные и отрицательные ионы, а также нейтральные атомы. Плазма становится перспективным дезинфицирующим средством в различных областях, включая обработку ран и сельскохозяйственных культур. Её используют для стерилизации урожая после сбора, где нет риска повредить живые клетки.

Команда под руководством профессоров Хидэки Такахаси и Тосиро Канэко проверила эффект облучения плазмой на:

• здоровых семенах риса,
• семенах, заражённых болезнью баканаэ (вызывается грибковым патогеном Fusarium fujikuroi),
• семенах, заражённых бактериальным увяданием проростков (вызывается Burkholderia plantarii).

Оба заболевания представляют серьёзную угрозу для рисовых культур во всём мире. Например, в Японии сообщают о потерях урожая 20–50% из-за баканаэ, а в США фиксировали потери в 40% из-за B. plantarii.

Часто семена риса перед посевом в теплицах обрабатывают в горячей воде при 60°C в течение десяти минут, чтобы убить бактерии. Однако если время выдержки недостаточно или температура воды чуть ниже, бактерии выживают и могут подавлять рост.

Команда установила, что наиболее эффективный способ снизить заболеваемость — это обработка горячей водой с последующим облучением плазмой. Семена при этом не повреждались и прорастали так же, как здоровые.

«Комбинация погружения в воду и облучения плазмой семян риса, по-видимому, обеспечивает отличную систему интегрированной борьбы с вредителями, снижая риски для здоровья человека и окружающей среды за счёт минимизации использования химических пестицидов», — заключают исследователи в своей работе, недавно опубликованной в журнале Plant Pathology.

Как именно плазменная обработка помогает подавлять болезни, остаётся загадкой. Учёные предполагают, что роль играют активные формы кислорода, генерируемые при облучении, но это требует дальнейшего изучения.