มะเขือเทศที่แข็งแรงขึ้นด้วย "วัคซีนธรรมชาติ" จากเชื้อราในดิน

ในเรือนกระจกและทุ่งนาของ Andalucía รูปแบบที่แตกต่างกันของ ปลูกมะเขือเทศเป้าหมายคือการใช้ประโยชน์จากพลังของเชื้อราในดินเพื่อผลิตผลไม้ที่มีคุณค่าทางโภชนาการมากขึ้น ในขณะเดียวกันก็ลดการพึ่งพาปุ๋ยเคมี แนวทางนี้ไม่ใช่เพียงแค่การทดลองโดดเดี่ยว แต่สอดคล้องกับความมุ่งมั่นของยุโรปในการทำการเกษตรอย่างยั่งยืนมากขึ้น

กุญแจสำคัญอยู่ที่ลักษณะบางอย่าง "วัคซีนธรรมชาติ" สำหรับต้นมะเขือเทศซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงดีเอ็นเอของพืชหรือเติมสารสังเคราะห์ใดๆ ลงในผลไม้ สิ่งที่มันทำคือการกระตุ้นกลไกการป้องกันและโภชนาการของพืชเองตั้งแต่ระยะแรกเริ่ม ผ่านการปฏิสัมพันธ์กับ เชื้อราไมคอร์ไรซาแบบอาร์บัสคูลาร์ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของมะเขือเทศที่ส่งถึงมือผู้บริโภค

เทคนิคจากแคว้นอันดาลูเซียสำหรับการปลูกมะเขือเทศให้มีสุขภาพดีขึ้นและมีสารต้านอนุมูลอิสระมากขึ้น

การพัฒนาแผนกลยุทธ์นี้เป็นความรับผิดชอบของ ทีมวิจัยอันดาลูเซีย โครงการนี้ดำเนินการโดยสถานีทดลองซาอิดิน (EEZ-CSIC) ในเมืองกรานาดา ร่วมกับมหาวิทยาลัยเซบียา และสหกรณ์การเกษตร SAT Hortoventas ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองเวนตัส เด ซาฟาร์รายา (กรานาดา) โดยได้รับการสนับสนุนด้านเงินทุนจากกระทรวงมหาวิทยาลัย การวิจัย และนวัตกรรมของรัฐบาลภูมิภาคอันดาลูเซีย พร้อมด้วยการสนับสนุนเพิ่มเติมจากรัฐบาลกลางและกองทุนยุโรป

เทคนิคนี้มีพื้นฐานมาจากการเพาะเชื้อ เชื้อราในดินที่มีประโยชน์ ในต้นกล้ามะเขือเทศในช่วงระยะเพาะกล้า ก่อนที่จะย้ายปลูกลงแปลง จุลินทรีย์เหล่านี้ ซึ่งรู้จักกันในชื่อราไมคอร์ไรซาแบบอาร์บัสคูลาร์ จะสร้างความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันกับรากพืช โดยพืชจะแบ่งปันน้ำตาลที่ผลิตได้จากการสังเคราะห์แสงให้กับรา และในทางกลับกัน ราจะช่วยให้พืชดูดซึมน้ำและสารอาหารได้ดีขึ้น

ผลการทดลองที่ดำเนินการในแปลงทดลองของ SAT Hortoventas แสดงให้เห็นว่ามะเขือเทศที่ได้จากระบบนี้มีลักษณะเด่น มีแคโรทีนอยด์เพิ่มขึ้นระหว่าง 30% ถึง 40% มากกว่าที่ปลูกแบบดั้งเดิม สารประกอบเหล่านี้รวมถึงไลโคปีนและเบต้าแคโรทีน ซึ่งเป็นสารต้านอนุมูลอิสระตามธรรมชาติที่เชื่อมโยงกับการปกป้องเซลล์จากการเสื่อมสภาพตามวัยและส่งเสริมสุขภาพหัวใจและหลอดเลือด การเพิ่มขึ้นนี้ส่งผลต่อ คุณค่าทางโภชนาการของมะเขือเทศ ที่ส่งถึงมือผู้บริโภค

ตามที่ผู้รับผิดชอบงานวิจัยระบุ วิธีการนี้ไม่ได้เปลี่ยนแปลงพันธุกรรมของมะเขือเทศหรือใส่สารเติมแต่งภายนอกใดๆ ลงในผลไม้ แต่มีข้อจำกัดอยู่เพียงแค่... กระตุ้นกระบวนการเผาผลาญที่พืชมีอยู่แล้วดังนั้น คุณค่าทางโภชนาการของผลไม้จึงเพิ่มขึ้นโดยไม่ต้องพึ่งพาจุลินทรีย์ดัดแปลงพันธุกรรมหรือสารเคมีเพิ่มเติมใดๆ นอกเหนือจากการจัดการพืชผลตามปกติ

แนวทางการวิจัยนี้ได้ถูกอธิบายไว้ในบทความทางวิทยาศาสตร์แล้ว «การเพิ่มปริมาณแคโรทีนอยด์ในผลมะเขือเทศที่ปลูกในแปลงโดยการปลูกเชื้อราไมคอร์ไรซาแบบอาร์บัสคูลาร์ตั้งแต่ระยะแรก»ตีพิมพ์ในนิตยสาร วารสารเคมีเกษตรและอาหารซึ่งเป็นสถานที่เก็บรวบรวมข้อมูลภาคสนามและวิเคราะห์ปริมาณแคโรทีนอยด์ในมะเขือเทศที่ผลิตได้

"การฉีดวัคซีนพืช" ที่กระตุ้นกลไกการป้องกันจากเรือนเพาะชำ

นักวิจัยอธิบายกลยุทธ์นี้ว่าเป็น "การฉีดวัคซีนพืช" เนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชและเชื้อราเกิดขึ้นตั้งแต่เนิ่นๆ ในเรือนเพาะชำ ก่อนการย้ายปลูก ด้วยวิธีนี้ เมื่อต้นมะเขือเทศไปถึงที่ปลูกสุดท้าย ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันนี้ก็จะเกิดขึ้นแล้ว ไม่ว่าสภาพแวดล้อมที่ต้นมะเขือเทศต้องเผชิญในภายหลังจะเป็นอย่างไรก็ตาม

เมื่อได้สร้างพันธมิตรในช่วงเริ่มต้นแล้ว พวกเขาก็เริ่มดำเนินการต่อไป กลไกการป้องกันตามธรรมชาติและการสร้างสารต้านอนุมูลอิสระ ซึ่งเป็นกระบวนการที่พืชรักษาไว้ในระหว่างการเจริญเติบโต ไม่ใช่การฉีดผลิตภัณฑ์จากภายนอก แต่เป็นการกระตุ้นการตอบสนองทางสรีรวิทยาที่มะเขือเทศสามารถสร้างขึ้นได้เอง แต่ในการเกษตรแบบเข้มข้น การตอบสนองเหล่านี้มักถูกบดบังด้วยการใช้ปุ๋ยจำนวนมาก

กระบวนการนี้สามารถอธิบายได้ง่ายๆ ว่าเป็นการเสริมสร้างระบบภูมิคุ้มกันของพืช: ไมคอร์ไรซาช่วยให้พืชตอบสนองต่อสิ่งแปลกปลอมได้ดีขึ้น ภาวะขาดแคลนน้ำ การมีเชื้อโรคหรือศัตรูพืชและในขณะเดียวกันก็มีอิทธิพลต่อการสังเคราะห์สารประกอบที่มีคุณค่าทางโภชนาการ เช่น แคโรทีนอยด์ ผลลัพธ์ที่เห็นได้ชัดสำหรับเกษตรกรคือพืชที่แข็งแรงขึ้นและผลไม้ที่มีสารต้านอนุมูลอิสระสูงขึ้น การตอบสนองนี้สามารถลดการเกิดโรคได้ ศัตรูพืช ในสภาพจริง

ผู้เขียนงานวิจัยเน้นย้ำว่า เพื่อให้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างเชื้อรากับพืชนี้มีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องหลีกเลี่ยง... การใส่ปุ๋ยเคมีมากเกินไปการใส่ปุ๋ยมากเกินไปอาจขัดขวางการสื่อสารระหว่างสิ่งมีชีวิตทั้งสองชนิด เนื่องจากพืชจะหยุด "ต้องการ" เชื้อราเมื่อดินอิ่มตัวด้วยสารอาหารที่พืชสามารถนำไปใช้ได้ทันที

ด้วยเหตุนี้ โปรโตคอลการทำงานจึงผสมผสานการใส่เชื้อราในระยะเริ่มต้นในเรือนเพาะชำเข้ากับการลดการใส่ปุ๋ยในแปลงแบบดั้งเดิม โดยมีเป้าหมายเพื่อรักษาระดับ ความสมดุลที่ช่วยให้พืชสามารถใช้ประโยชน์จากภาวะพึ่งพาอาศัยกันได้ โดยไม่ละทิ้งวิธีการทำฟาร์มแบบดั้งเดิมหรือผลผลิตที่สามารถแข่งขันได้ การบริหารจัดการเงินบริจาคที่เข้มงวดมากขึ้น มันช่วยให้ไมคอร์ไรซาทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เชื้อราไมคอร์ไรซา: ส่วนขยายตามธรรมชาติของราก

เชื้อราไมคอร์ไรซาแบบอาร์บัสคูลาร์ทำหน้าที่เป็น... การขยายตัวของระบบราก ของพืช โดยอาศัยเครือข่ายเส้นใยใต้ดิน พวกมันสามารถสำรวจดินในปริมาณที่รากเพียงอย่างเดียวเข้าไม่ถึง ทำให้เข้าถึงน้ำและสารอาหารที่จำเป็นได้ดีขึ้น เช่น ฟอสฟอรัส ไนโตรเจน และธาตุอาหารรองบางชนิด ในทางปฏิบัติ กลไกเหล่านี้จัดอยู่ในขอบเขตของ... เชื้อราที่พบได้บ่อยที่สุด ซึ่งมีส่วนเกี่ยวข้องกับพลวัตของดิน

เครือข่ายเส้นใยนี้ ในทางปฏิบัติ ทำหน้าที่เสมือนส่วนขยายของรากฝอย ช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการดูดซึมสารอาหาร ด้วยเหตุนี้ พืชจึงสามารถ ใช้ทรัพยากรที่ดินให้เกิดประโยชน์สูงสุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะที่มีสารอาหารไม่เพียงพอ หรือในดินที่มีข้อจำกัดทางกายภาพหรือทางเคมี

นอกจากจะช่วยปรับปรุงการจัดหาทรัพยากรแล้ว ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันนี้ยังมีส่วนช่วยในด้านต่างๆ อีกด้วย กระตุ้นกลไกการป้องกันและความยืดหยุ่นพืชที่มีไมคอร์ไรซา มักมีความทนทานต่อภัยแล้ง เชื้อโรคในดินบางชนิด และศัตรูพืชบางชนิดได้ดีกว่า ซึ่งในระยะยาวสามารถลดความจำเป็นในการใช้สารอื่นๆ เช่น ยาฆ่าแมลงได้ สิ่งนี้มีความสำคัญต่อการต่อสู้กับโรคต่างๆ เช่น [ชื่อโรคหายไป] โรคเน่าในมะเขือเทศ.

ในการวิจัยที่ดำเนินการในเมืองกรานาดา การฉีดวัคซีนได้ดำเนินการใน... สภาพการผลิตจริงการทดลองนี้เกิดขึ้นในแปลงทดลองที่ SAT Hortoventas ไม่ใช่ในห้องปฏิบัติการที่แยกออกมาต่างหาก ซึ่งทำให้สามารถประเมินพฤติกรรมของพืชและเชื้อราในสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกับที่เกษตรกรพบเจอในการทำงานประจำวันได้

การวิเคราะห์ของนักวิจัยแสดงให้เห็นว่า เมื่อความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันเกิดขึ้นอย่างเหมาะสมและมีการผสมพันธุ์ในระดับปานกลาง ผลประโยชน์จะปรากฏให้เห็นทั้งในด้าน... ผลผลิตทางการเกษตร เช่น คุณภาพทางโภชนาการของมะเขือเทศ โดยไม่กระทบต่อผลผลิตทางเศรษฐกิจของพืชผล

ลดการใช้ปุ๋ยเคมี และปรับแนวทางการเกษตรให้สอดคล้องกับยุโรปมากขึ้น

หนึ่งในแง่มุมที่ดึงดูดความสนใจมากที่สุดในภาคส่วนนี้คือความเป็นไปได้ของ ลดการใช้ปุ๋ยเคมีแบบดั้งเดิม โดยไม่กระทบต่อผลผลิต การศึกษาในอดีตและผลลัพธ์ของโครงการนี้เองชี้ให้เห็นว่า การผสมผสานระหว่างไมคอร์ไรซาและการจัดการธาตุอาหารอย่างแม่นยำยิ่งขึ้น สามารถลดปริมาณปุ๋ยเคมีที่ใช้ลงได้ระหว่าง 25% ถึง 50%

การลดลงนี้มีความหมายสองนัย: ในแง่หนึ่ง มันแสดงถึง การประหยัดต้นทุนโดยตรง สำหรับเกษตรกร เรื่องนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในบริบทที่ปุ๋ยมีราคาสูงขึ้นอย่างมาก ในทางกลับกัน เรื่องนี้ช่วยบรรเทาปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการใส่ปุ๋ยมากเกินไป เช่น การปนเปื้อนของน้ำใต้ดินและการเสื่อมโทรมของดิน

แนวทางนี้ได้รับการบูรณาการอย่างสมบูรณ์เข้ากับเป้าหมายของ European Green Deal และในเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนของสหประชาชาติ ซึ่งส่งเสริมการลดการใช้สารเคมีในภาคเกษตรกรรมและสนับสนุนรูปแบบการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น สำหรับภูมิภาคที่ปลูกพืชสวน เช่น ทางตอนใต้ของสเปน ซึ่งมีการใช้ปุ๋ยเคมีอย่างเข้มข้น ทางเลือกเหล่านี้สามารถสร้างความแตกต่างได้อย่างมาก

รัฐบาลภูมิภาคอันดาลูเซียเน้นย้ำว่า โครงการริเริ่มนี้ไม่เพียงแต่ปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเท่านั้น แต่ยังมอบเครื่องมือที่เป็นประโยชน์ในการก้าวไปสู่เป้าหมายที่สูงขึ้นอีกด้วย การทำสวนอย่างยั่งยืนมากขึ้น โดยไม่สูญเสียความสามารถในการแข่งขันเมื่อเทียบกับแหล่งผลิตมะเขือเทศอื่นๆ ในยุโรป

โครงการนี้ได้รับทุนสนับสนุนจาก กระทรวงมหาวิทยาลัย การวิจัย และนวัตกรรมภายใต้การสนับสนุนจากกระทรวงวิทยาศาสตร์ นวัตกรรม และมหาวิทยาลัย และกองทุนพัฒนาภูมิภาคยุโรป ภายใต้คำขวัญ "หนทางสู่การสร้างยุโรป" ซึ่งเน้นย้ำถึงลักษณะเชิงกลยุทธ์ของงานวิจัยเหล่านี้สำหรับสหภาพยุโรปทั้งหมด

ผลลัพธ์ ขั้นตอนต่อไป และการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้

ผลงานที่กลุ่มได้พัฒนาขึ้น ไมโคสเตรสงานวิจัยจากภาควิชาจุลชีววิทยาของดินและพืชที่ EEZ-CSIC ได้แสดงให้เห็นภายใต้สภาพสนามจริงว่า "วัคซีนธรรมชาติ" ที่ใช้เชื้อราไมคอร์ไรซาเป็นพื้นฐานนั้น สามารถนำไปสู่ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้ มะเขือเทศที่มีแคโรทีนอยด์มากกว่า และในพืชที่เตรียมพร้อมรับมือกับสถานการณ์ที่ตึงเครียดได้ดีกว่า

ข้อมูลที่ได้แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของปริมาณไลโคปีนและเบต้าแคโรทีนในผลไม้ ซึ่งเป็นสารประกอบที่เกี่ยวข้องกับอาหารเพื่อสุขภาพและได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางถึงบทบาทในฐานะสารต้านอนุมูลอิสระ แม้ว่าการวิจัยจะมุ่งเน้นไปที่การวัดองค์ประกอบของมะเขือเทศ แต่ทีมงานก็กำลังดำเนินการประเมินผลในด้านอื่นๆ อยู่แล้ว การเพิ่มปริมาณสารอาหารนี้ส่งผลกระทบโดยตรงต่อสุขภาพของมนุษย์หรือไม่ เมื่อเป็นส่วนหนึ่งของอาหารประจำวัน

อีกประเด็นสำคัญที่ยังเปิดกว้างคือ การวิเคราะห์ว่าความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันนี้จะสามารถก่อให้เกิดประโยชน์ได้มากน้อยเพียงใด ลดผลกระทบจากศัตรูพืชและโรคต่างๆ ในด้านการเพาะปลูก ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในบริบทของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ที่มีสถานการณ์ความร้อนและภาวะขาดแคลนน้ำเกิดขึ้นบ่อยครั้งขึ้นในหลายพื้นที่ของสเปนและยุโรปตอนใต้ การศึกษาเรื่องนี้ ภัยพิบัติและโรค การนำเทคนิคนี้ไปใช้ในการผลิตอย่างแพร่หลายยังคงเป็นสิ่งสำคัญลำดับต้นๆ

หากมีการยืนยันถึงประโยชน์เพิ่มเติมเหล่านี้ เทคนิคนี้ก็อาจถูกนำไปประยุกต์ใช้กับระบบการผลิตอื่นๆ ที่มีอยู่ได้ต่อไป ผักอื่นๆ ซึ่งปลูกแบบเข้มข้นเช่นกัน โดยใช้หลักการเดียวกันคือ การเสริมสร้างความแข็งแรงของพืชจากรากด้วยความช่วยเหลือจากจุลินทรีย์ในดิน แทนที่จะพึ่งพาปัจจัยภายนอกเพียงอย่างเดียว

โดยสรุปแล้ว ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าแนวทางการ "ฉีดวัคซีนพืช" นี้เป็นวิธีการที่มีศักยภาพในการผลิตพืช มะเขือเทศที่ดีต่อสุขภาพและพืชผลที่ยั่งยืนยิ่งขึ้นการผสมผสานความรู้ทางวิทยาศาสตร์ การทำงานร่วมกับภาคการเกษตรของแคว้นอันดาลูเซีย และการสอดคล้องกับยุทธศาสตร์ของยุโรปในการลดการใช้ปุ๋ยเคมีและปรับปรุงคุณภาพอาหาร

บทความที่เกี่ยวข้อง:

คู่มือฉบับสมบูรณ์เพื่อป้องกันและต่อสู้กับเชื้อราในพืชอย่างมีประสิทธิภาพ