Пользу умной поликультуры для растениеводства ученые подтвердили экспериментально, подчеркнув, что при совмещении культур важно знать их специфичные патогенные микробиомы.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, основанное на полевых и тепличных экспериментах в Университете Канзаса, доказывает, как повышение урожайности в сельском хозяйстве происходит за счет посадки разнообразных культур, а не только одного вида растений: почвенным патогенам, вредным для растений, труднее процветать.
«Обычно наблюдается, что разнообразные растительные сообщества со временем могут стать более продуктивными и стабильными. Например, пастбища с многочисленными видами могут демонстрировать повышенную продуктивность. В нашем исследовании подчеркивается один важный механизм, лежащий в основе этого наблюдения, а именно то, что разнообразные сельскохозяйственные сообщества обладают потенциалом сдерживать почвенные патогены, что приводит к повышению урожайности. Мы показываем на примере пастбищ, что основной движущей силой является специализация патогенов, особенно тех, которые специфичны для разных видов растений. Тот же процесс имеет решающее значение для сельскохозяйственного производства», — говорит Джеймс Бевер, старший научный сотрудник Канзасского биологического исследования и Центра экологических исследований, а также заслуженный профессор экологии и эволюционной биологии в Университете Калифорнийского университета.
Новые данные были получены в Университете Канзаса с использованием полевых экспериментов на полевой станции, а также моделирования обратной связи с использованием компьютеров и искусственного интеллекта.
«Мы провели эксперимент, манипулируя количеством растений на участке и варьируя уровень осадков — у нас на участке было от одного до шести видов. Затем мы оценили состав микробиома почвенных патогенов и пришли к выводу, что важно понимать изменение состава патогенов при совмещении культур. Худший сценарий — это когда соседняя культура имеет те же патогены. В этом случае вы испытываете двойную плотность — патогены вашей культуры и патогены соседней культуры», поясняет Бевер.
Ведущий автор Гуанчжоу Ван работал в Калифорнийском университета в качестве постдокторанта, а сейчас сотрудничает с Китайским сельскохозяйственным университетом в Пекине, также в исследовании участвовал соавтор Маартен Эппинга из Цюрихского университета, Швейцария.
По словам Бевера, исследование в целом выступает против индустриально-сельскохозяйственной практики посадки одной продовольственной культуры на площадях, то есть монокультуры.
«Монокультура — засев огромных площадей одним видом растений – является преобладающей в США и обусловлена скорее технологическими причинами, чем биологическими. Этот подход мотивирован практическими аспектами посадки и сбора урожая. При этом, сельское хозяйство коренных американцев и практика в тропиках включают поликультуры с несколькими видами. В Китае наблюдается движение к механизированному поликультурному производству, которое бросает вызов преобладающей модели монокультуры в Соединенных Штатах. Мы рассматриваем монокультуру как модель с увеличенными затратами и предлагаем изучать альтернативные методы для борьбы с патогенами с течением времени».
Бевер сказал, что совмещение растений уже сейчас можно рекомендовать домашним садоводам, которым не нужна механическая уборка: «Определенно, в ваших интересах смешивать культуры — сажать их в разнородных смесях на участке чередующимися рядами, предположим, помидоры, тыквы, кулинарные травы. Это позволит лучше контролировать болезнетворные микроорганизмы, что показывают наши данные».
«В нашем исследовании изучались патогены, обитающие в почве. Однако, аналогичные закономерности существуют и с лиственными патогенами, чему есть немало научных свидетельств», - заключил он.
(Источник: University of Kansas. Автор изображения: Анна Медведева, AgroXXI.ru).
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.