Корни кукурузы выделяют определенные химические вещества, влияющие на качество почвы. На некоторых полях этот эффект увеличивает урожайность пшеницы, посаженной после кукурузы на той же почве, более чем на 4%. В дополнение к увеличению урожая также наблюдалось снижение заражения некоторыми вредителями.
Это доказали исследователи из Института наук о растениях (IPS) Бернского университета, говорится в релизе University of Bern. Хотя результаты полевых экспериментов показывают, что эти эффекты сильно различаются, в долгосрочной перспективе они помогут сделать выращивание зерновых более устойчивым, сократить применение агрохимикатов или вовсе от них отказаться.
Растения производят множество специальных химических веществ, часть из них попадает в почву и влияют на ее качество, а далее на посаженные там растения. На основе ранних исследований известно, что так называемые бензоксазиноиды - природные химические вещества, выделяемые растениями кукурузы через свои корни, - изменяют состав микроорганизмов в почве на корнях и, следовательно, влияют на рост следующей культуры в севообороте.
Исследователи из Института наук о растениях (IPS) Бернского университета провели полевые эксперименты в этой области. Опубликовав свои выводы в научном журнале eLife, ученые сообщают, что специализированные метаболиты из корней растения кукурузы могут привести к увеличению урожайности впоследствии посеянной пшеницы в реалистичных сельскохозяйственных условиях.
«Полевые эксперименты необходимы для проверки применимости фундаментальных исследований на практике и, таким образом, для оценки потенциальной агрономической выгоды», - объясняет Валентин Гфеллер, который работал над проектом в качестве докторанта в IPS, а сейчас работает в НИИ органического земледелия FiBL.
В ходе двухлетнего полевого эксперимента ученые изначально выращивали две линии кукурузы, только одна из которых выделяла в почву бензоксазиноиды. Затем на разнокондиционированных почвах выращивали три сорта озимой пшеницы.
На этом основании удалось продемонстрировать, что выделение бензоксазиноидов улучшает всхожесть и повышает кустистость озимой пшеницы, рост и урожайность.
В дополнение к увеличению урожая также наблюдались более низкие уровни заражения некоторыми вредителями.
«Увеличение урожайности на 4% может показаться не впечатляющим, но это все равно важно, учитывая, насколько сложно стало повышать урожайность пшеницы без дополнительных затрат», - пояснил Матиас Эрб, профессор биотических взаимодействий в Институте наук о растениях, который возглавлял исследование.
«Однако еще неизвестно, действительно ли эффекты такого рода оказывают существенное влияние на общую производительность и устойчивость сельского хозяйства, поскольку урожайность зависит от многих других факторов», - добавил он.
Тем не менее, исследование демонстрирует потенциал использования специализированных растительных соединений для повышения урожайности сельскохозяйственных культур за счет севооборотов, специфичных для сортов.
В рамках межфакультетского сотрудничества и вместе с коллегами из Базельского университета, Швейцарского центра передового опыта сельскохозяйственных исследований Agroscope ученые доказали, что увеличение урожая за счет бензоксазиноидов не оказывает никакого негативного влияния на качество зерна пшеницы. А для лучшего понимания основного механизма взаимодействия провели ряд анализов почвы и корней.
Итак, растения-продуценты бензоксазиноидов накапливали эти химические вещества и продукты их разложения в почве вблизи своих корней. Бензоксазиноиды влияяли на сообщество бактерий и грибов в корнях кукурузы и на них, но питательные вещества почвы не изменились. Бензоксазиноиды оказались весьма стойкими для того, чтобы передать полезные эффекты пшенице.
Степень, в которой рост пшеницы и общий урожай прямо или косвенно зависят от бензоксазиноидов через почвенные микроорганизмы от кукурузы, будет предметом дальнейшего изучения.
(Источник: University of Bern. На заглавном фото - пшеничное поле на экспериментальной площадке Agroscope в Посье, кантон Фрибург, Швейцария. Автор фото: Валентин Гфеллер).
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.