УФ-излучение для борьбы с патогенами в садоводстве и виноградарстве

Исследователями из Корнелльского университета разработано устройство, приводимое в движение небольшим тягачом и питаемое от прикрепленного генератора, которое испускает противомикробное УФ-излучение для борьбы с патогенами. Двухлетние эксперименты показывают, что УФ может выступать эффективной альтернативой фунгицидам и антибактериальным средствам. Применение бактерицидного ультрафиолета успешно помогает справиться с болезнями клубники и винограда, ведутся опыты в яблоневых садах. 

Использование УФ-излучения в ночное время может помочь в борьбе с бактериальным ожогом, не повреждая растения и плоды. Предстоят новые эксперименты, но фитопатолог Керик Кокс и исследовательская группа Корнелльского университета пришли к выводу, что УФ может выступать альтернативой ряда СЗР. Недавние опыты были посвящены борьбе с бактериальным ожогом. В настоящее время Кокс ищет дополнительное финансирование для изучения воздействия УФ на возбудителей парши яблони и мучнистой росы, а также для подтверждения того, что это излучение не оказывает отрицательного воздействия на растения в послеуборочный период и на качество плодов. 

При поддержке старшего научного сотрудника Корнеллского университета Дэвида Гадури команда Кокса создала опытное устройство. По сути, это арка на колесах, внутри которой закреплено множество УФ-ламп. Также прибор оснащен полированными алюминиевыми отражателями, а спереди и сзади свисают гибкие шторы, покрытые веществом, отражающим УФ-излучение. Лампы питаются от генератора, а весь аппарат можно буксировать небольшим тягачом. Арка изготовлена из тонкого светоотражающего алюминия. Исследователи из Корнелла разрабатывают специальную инструкцию, следуя рекомендациям которой, в хозяйствах можно будет собрать подобное приспособление самостоятельно.

Когда прибор проходит над рядом деревьев или виноградных лоз, лампы и отражающие поверхности создают поток световых частиц и направляют его глубоко в кроны растений. По словам ученых, пока создано три таких буксируемых приспособления по цене около 12 тыс. долларов за штуку. Это еще не коммерческая разработка — и, возможно, ею так и не станет, поскольку основная технология не запатентована и, следовательно, менее привлекательна для компаний-производителей — но исследователи из Корнелла работают над руководством, которое каждый сможет использовать для изготовления собственного устройства. 

УФ-излучение, давно используемое в медицине, разрушает ДНК микроорганизмов, тем самым уничтожая бактерии и грибки на различных поверхностях. Гадури начал работать с этой технологией в 1991 г., сначала на винограде. В ходе первых испытаний он выявил, что дневное применение УФ-лучей на винограде может эффективно подавлять мучнистую росу, но только в высоких дозах, которые в конечном итоге приводят к повреждению лоз. Так что метод совершенствовался годами. По словам Гадури, ночью естественный защитный механизм патогенов против ультрафиолета менее активен, поэтому достаточно небольшой дозы излучения, чтобы разрушить ДНК микроорганизма. Около десяти лет назад Аруппиллай Сутхапаран, тогда аспирант Норвежского университета естественных наук, а в настоящее время преподаватель, работающий совместно с Гадури, обнаружил, что ночные обработки обходят механизмы восстановления ДНК микроорганизмов, активизируемые солнечным светом. Если УФ попадает на микроорганизм, когда его механизм восстановления «выключен», ущерб невозможно устранить. Следовательно, ночное применение позволяет использовать гораздо меньшую дозу УФ-излучения, которая не причиняет вреда растениям. «Мы нашли золотую середину», — сказал Гадури. Как только этот прорыв был сделан, УФ испытали на многих культурах, включая тепличную клубнику. Технология чрезвычайно эффективна против разнообразной группы патогенов и даже некоторых вредителей. По словам Гадури, сейчас ее используют для борьбы с клещом при выращивании тепличной клубники в Нидерландах. 

Применение УФ дает ряд преимуществ. По словам Кокса, при этом нет токсичных остатков, как от химикатов, не требуется соблюдение интервала перед повторным применением, нет негативного влияния на качество продукции, в т.ч. и вина при использовании метода на винограде. Дневное применение УФ потребует примерно в 4-10 раз большей дозы, чем необходима ночью. Ночные обработки также не вредят пчелам и другим полезным насекомым, поскольку они в этот период неактивны. Одним из возможных недостатков является использование тягача  в ночное время. Гадури отметил, что в ближайшем будущем вполне возможно применение автономного тягача, приводящего в движение УФ-установку. Светоотражающие шторы на концах блока предотвращают попадание излучения в глаза человека. Приборы для нужд садоводства должны иметь несколько большую высоту, чем для виноградарства, но устроены так же.

Специалистка по виноградарству из Вашингтонского Университета Мишель Мойер опробовала УФ-излучение для борьбы с мучнистой росой на винограде. Она сообщила, что этот метод требует оценки в зависимости от региона, поскольку, например, виноградники на северо-западе тихоокеанского побережья США, как правило, имеют более крупные и сложные кроны, чем виноградники восточного побережья. Большая сложность крон предотвращает солнечные ожоги плодов, но затрудняет проникновение в эту зону света. Виноградари, желающие использовать УФ-излучение в качестве единственного средства борьбы с мучнистой росой, должны будут сосредоточиться на более интенсивном уходе за кронами. Также придется проводить УФ-обработку не реже раза в неделю, тогда как опрыскивания растворами СЗР проводятся реже. По словам Мойер, при нынешнем состоянии вопроса УФ-приборы, вероятно, лучше подойдут для некрупных хозяйств и сторонников органического земледелия. «Это не универсальное средство от всех проблем», — подчеркивает Гадури. «Метод во многих ситуациях не устранит полностью необходимость в применении химических средств защиты, хотя в ряде случаев это и возможно. На некоторых культурах он поможет бороться с наиболее вредоносными патогенами. В первую очередь, это относится к производству яблок и винограда».