Использование этих фумигантов для борьбы с болезнями, передающимися через почву, оказало положительное влияние на урожай, выходящее за рамки борьбы с болезнями. Общий и товарный урожай и завязываемость клубней были выше на участках, обработанных любым фумигантом, чем на необработанных контрольных участках при всех протестированных нормах азота.
В картофелеводстве Северной Америки химические фумиганты, такие как метам-натрий и хлорпикрин, часто используются для борьбы с болезнями, передающимися через почву. Однако такой подход к подавлению болезней может быть палкой о двух концах.
С одной стороны, фумигация очень эффективна для борьбы с болезнями, передающимися через почву, такими как парша обыкновенная и раннее отмирание картофеля, по крайней мере, в течение одного вегетационного периода. С меньшим количеством почвенных патогенов у растений картофеля может развиться более здоровая и крепкая корневая система, что позволит им лучше усваивать питательные вещества из почвы и снизить потребность в азоте. В качестве альтернативы, подавление болезней, передающихся через почву, может увеличить потребности во вносимом азоте за счет увеличения максимального урожая, которого способна достичь культура.
С другой стороны, почвенные фумиганты оказывают воздействие на микробное сообщество почвы помимо их воздействия на патогены. Например, было обнаружено, что фумиганты снижают скорость круговорота азота в почве и микробного дыхания. Они также могут уменьшить популяции некоторых микробов, подавляющих болезни, увеличивая степень, в которой производитель должен полагаться на фумигацию для борьбы с патогенами в будущем. Короче говоря, химическая фумигация почвы может оказать негативное влияние на здоровье почвы.
Наш подход к этому вопросу
Мы часто использовали слово «может» в последних двух абзацах. На сегодняшний день было проведено очень мало исследований о том, изменяет ли фумигация оптимальную норму азота для какой-либо культуры. Также неизвестно, сколько времени требуется микробному сообществу, чтобы восстановиться после обработки фумигацией, и восстанавливается ли оно вообще.
Мы решили ответить на эти вопросы в поле обучения на картофеле Russet Burbank, проведенном в 2016 и 2017 годах. Каждый год мы проводили фумигацию исследуемых участков осенью перед посадкой картофеля метам-натрием или хлорпикрином. Также был включен контроль без фумигации. В следующем году каждый участок был разделен на пять подучастков, каждый из которых получал азот с разной скоростью. Все участки получали 40 фунтов азота на акр в виде DAP (18-46-0) при посеве, и каждый получал 0, 80, 140, 200 или 260 фунтов на акр в виде ESN (44-0-0) при появлении всходов. для общих норм азота 40, 120, 180, 240 или 300 фунтов на акр.
Мы измерили реакцию растений на эти фумигационные и азотные обработки с точки зрения завязывания клубней, урожайности, размера и качества, симптомов раннего отмирания картофеля, количества азота, поглощаемого на фунт внесенного азота, и повышения урожайности на фунт внесенного азота. среди прочего. Мы измерили микробную реакцию почвы с точки зрения плотности пропагулы Verticillium, частоты дыхания и концентрации нитратов и аммония в почве.
Фумигация подавляет болезни, повышает урожайность
Как и ожидалось, фумиганты успешно выполняли свою основную задачу по борьбе с переносимыми через почву патогенами. Оба они уменьшили популяции жизнеспособных Вертициллий георгины пропагулы в почве и выраженность лиственных признаков раннего отмирания картофеля. Хлорпикрин также снижал распространенность обыкновенной парши в клубнях.
Использование этих фумигантов для борьбы с болезнями, передающимися через почву, оказало положительное влияние на урожай, выходящее за рамки борьбы с болезнями. Общий и товарный урожай и завязываемость клубней были выше на участках, обработанных любым фумигантом, чем на необработанных контрольных участках при всех протестированных нормах азота. Это влияние на урожайность существенно не изменило агрономическую оптимальную норму внесения азота, при которой урожай был максимальным.
Количество азота, поглощаемого культурой на акр и на фунт внесенного азота, было выше на участках, обработанных хлорпикрином или метам-натрием, чем на необработанных контрольных участках. Использование любого фумиганта также увеличило количество урожая, полученного на фунт применяемого азота. Все эти различия отражают различия между обработками по урожайности клубней (биомасса), описанные в предыдущем абзаце. Они не были связаны с различиями в концентрации азота в клубнях или количеством азота, присутствующего на лозах непосредственно перед уничтожением лозы.
Не волшебная пуля
В то время как хлорпикрин и метам-натрий обеспечивали преимущества с точки зрения борьбы с болезнями, урожайности и эффективности использования азота, их влияние на микробную активность вне патогенов в целом было отрицательным. На основе СО2 выбросы из почвы, тесно связанные с микробной активностью, оба фумиганта подавляли общую микробную активность перед посевом и в межсезонье. Эффект больше не был обнаружен после сбора урожая. В предпосадочной пробе действие метамнатрия было особенно сильным.
Участки, обработанные любым фумигантом, имели более высокие концентрации аммония в почве, чем необработанные контрольные участки при посеве и в середине сезона. Это указывает на то, что почвенные микробы не эффективно превращали аммоний в нитраты при фумигации; этот эффект был особенно сильным, когда фумигантом был хлорпикрин. Таким образом, в дополнение к общему подавлению микробной активности фумигация замедляла скорость круговорота азота в почве.
Что на самом деле работает?
Наши результаты показывают, что хотя фумигация почвы метамнатридом или хлорпикрином приносит пользу картофелю в краткосрочной перспективе, побочным эффектом является снижение микробной активности почвы и изменение круговорота азота. Неизвестно, как это влияет на здоровье почвы, и чтобы выяснить это, потребуются более длительные исследования, которые более внимательно изучат здоровье почвы и микробное сообщество.
Также важно рассмотреть другие способы борьбы с переносимыми через почву патогенами, особенно если установлено, что химические фумиганты наносят ущерб здоровью почвы в долгосрочной перспективе. Есть ли у производителей другие жизнеспособные варианты борьбы с почвенными патогенами? Можно ли использовать фумигацию реже или в сочетании с инокуляцией полезных микробов? Поддержание здоровья почвы необходимо для долгосрочного выживания фермерского хозяйства, но стратегии по укреплению здоровья почвы не должны быть настолько дорогостоящими, чтобы поставить под угрозу жизнеспособность фермы в краткосрочной перспективе.
Чтобы решить эти проблемы, мы сотрудничаем с исследователями по всей стране в рамках многостороннего исследования того, как на здоровье почвы влияют управленческие решения в системах возделывания картофеля, хорошо ли работают методы улучшения здоровья почвы в этих системах, и как посадка и заделка биофумигация покровных культур, таких как горчица, по сравнению с химической фумигацией повышает урожайность и подавляет болезни.
Этот проект, финансируемый Инициативой по изучению сельскохозяйственных культур и Министерством сельского хозяйства США/NIFA, осуществляется уже четвертый год, и это год, когда мы получим наименьшее количество предварительных ответов на эти вопросы. Улучшение здоровья почвы — это медленный и сложный процесс, особенно в случае такой сложной культуры, как картофель. Таким образом, это исследование необходимо будет продлить после 2022 года, чтобы узнать, продолжают ли эффективные стратегии улучшать здоровье почвы при одновременном контроле переносимых через почву патогенов в течение нескольких ротаций и лет.
- Это исследование финансировалось Советом по картофелю штата Миннесота, Миннесотским советом по исследованиям и образованию в области сельскохозяйственных удобрений и TriEst Ag Group, Inc. Результаты были опубликованы в Американский журнал исследований картофеля Сентябрь 2021.
- Среди авторов исследования Джеймс Крэнтс, Карл Розен и Линда Кинкель из Университета Миннесоты; Хосе Пабло Дандор-Ариас из Калифорнийского государственного университета, Монтерей-Бей; и Энди Робинсон и Нил Гудместад из Университета штата Северная Дакота.
Источник: https://ru.potatoes.news