水力噴灑刺激能提升番茄的生長與防禦能力 - 農業知識入口網

隨著氣候變遷引發高溫、不穩定降雨以及病蟲害增加，農作物的生產面臨前所未有的挑戰。如何在不依賴化學農藥的情況下減少環境壓力，成為當前農業研究的重點之一。機械性刺激會影響植物的生長、發育和防禦機制，而作為一種常見的環境機械刺激，水力噴灑對作物的生長與防禦作用不容忽視。近期發表於《農業與食品化學期刊》的研究中，科學家探討了水力噴灑對番茄的生長及其防禦咀嚼性害蟲棉鈴蟲（Helicoverpa armigera）和壞死性真菌灰黴病菌（Botrytis cinerea）的影響，發現超閾值水力噴灑刺激（Suprathreshold water spray stimulus, LS）能增強番茄植物對害蟲和病原菌的防禦能力，同時改變植物的形態結構。

本項研究的團隊每日兩次以不同大小水滴噴灑番茄植株，並觀察其對植物的影響。實驗中使用的水滴直徑分別為200微米（相當於螢幕像素大小）和1000微米（約針頭直徑），並對比未噴水組的植物。為排除水分吸收的影響，實驗還特意覆蓋土壤表面以限制水滴進入根部。

結果顯示，接受大水滴噴灑的番茄植物生長更矮小緊密，表現出更高的抗病蟲害能力。進一步的代謝分析發現，LS通過促進茉莉酸（JA）信號通路來提升植物的防禦反應。特別是，LS顯著提高植物葉片內的抗性荷爾蒙與防禦性代謝物-綠原酸(chlorogenic acid)的含量，同時降低了番茄植物揮發性有機化合物（VOCs）的釋放，從而降低了對害蟲的吸引力，使得葉片上的害蟲卵數量減少達74%。相比之下，小水滴噴灑和未噴灑組的植物在結構和抗性上差異較小，果實產量與品質則在各組間沒有顯著差異。

這項研究為如何應用機械刺激以進行害蟲管理提供了新的方向，未來或許可透過優化水滴噴灑，以減少化學藥劑的依賴，使農業更具環保和永續性。

資料來源:

1. https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241014210342.htm

2. Le Liu, Ze Sun, Rui Tang, Jin-Hua Shi, Li-Qiong Zhang, Hazem Abdelnabby, Aijun Zhang, Man-Qun Wang. Suprathreshold Water Spray Stimulus Enhances Plant Defenses against Biotic Stresses in Tomato. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2024; 72 (37): 20483 DOI: 10.1021/acs.jafc.4c05131

《農業部種苗改良繁殖場 種苗檢驗科 林如玲 摘譯》