Ученые установили причины снижения урожайности томатов

Этилен — важный гормон растений. В полевых условиях его концентрация редко превышает 5 нмоль⋅моль^-1 (0,005 ppm), но в закрытых помещениях он может накапливаться в виде газа. Повышенный уровень этилена может снижать рост и урожайность растений.

Этилен регулирует широкий спектр процессов развития и играет важную роль в реакциях на биотические и абиотические стрессы. Низкие уровни этилена увеличивают площадь листьев у некоторых видов растений и, взаимодействуя с другими растительными гормонами, регулируют период покоя и прорастание семян. Развитие цветка и плода особенно чувствительно к этилену. У большинства растений наблюдается временное увеличение выработки этилена и повышение регуляции генов, кодирующих этиленсвязывающие белки после цветения.

Температура изменяет синтез этилена и может влиять на чувствительность к этилену сельскохозяйственных культур в герметичных теплицах и закрытых помещениях. Низкотемпературный стресс увеличивает синтез этилена в растениях, чувствительных к охлаждению, а высокотемпературный стресс вызывает стерильность озимой пшеницы.

Исследователи из Университета штата Юта изучали влияние этилена на вегетативный и репродуктивный рост томата (Solanum lycopersicum L.), а также зависимость его чувствительности от температуры.

Чувствительность томатов (Solanum lycopersicum L. cv. MicroTina) к этилену изучали с помощью уникальной 12-камерной системы. Уровни этилена 0, 20 и 40 нмоль⋅моль^-1 поддерживались на протяжении всего жизненного цикла при температуре воздуха +22 °C или +28 °C. При температуре +22 °C урожайность томатов была в три раза выше, чем при +28 °C.

В ходе исследований было выявлено снижение урожайности томатов при увеличении концентрации этилена, однако вегетативный рост растений снижался менее чем на 10% при любой обработке. Самая высокая концентрация этилена снижала урожайность на 11% от контроля при температуре +22 °C и до 4% от контроля при +28 °C; промежуточный уровень этилена снижал урожайность до 51% от контроля при +22 °C и 37% при +28 °C.

В результате исследований установлено, что, независимо от температуры, фильтрация этилена в закрытом грунте до уровня ниже 20 нмоль⋅моль^-1 необходима для достижения хорошего плодоношения и урожайности томата.

Получение высокого урожая томатов невозможно при заражении семенного материала фитопатогенными инфекциями. Аккредитованные лаборатории Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») проводят исследования семенного и посадочного материала на наличие латентного заражения по оригинальным методикам, разработанным научными подразделениями учреждения, обеспечивая фитосанитарную безопасность страны.

Источник: Timothy J. Hudelson et al, Elevated Atmospheric Ethylene and High Temperature Independently Inhibit Fruit Set But Not Vegetative Growth in Tomato, HortScience (2023). DOI: 10.21273/HORTSCI16901-22