Несмотря на технологические, генетические и химические достижения последних десятилетий, борьба с сорняками остается одной из самых серьезных проблем при выращивании полевых культур. По мере того, как сорные растения быстро вырабатывают устойчивость к гербицидам с глифосатом, широко применяемым на ГМО посевах, ученые предлагают обратиться к посеву покровных культур – в полевом эксперименте они дали возможность сократить внесение гербицидов с глифосатом на 50%.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей коллектива исследователей из Geotop (это межуниверситетский исследовательский и учебный центр в области наук о Земле, целью которого является понимание динамики Земли посредством системного подхода, объединяющего уникальный опыт в области изотопной геохимии и геохронологии) и Института наук об окружающей среде Университета Квебека в Монреале, Канада, в которой обозначено потенциально новая стратегия для выращивания ГМО сои и кукурузы.
«Сорняки в настоящее время представляют большую угрозу урожайности, так как могут напрямую конкурировать с культурами за доступ к ресурсам, что способствует потере урожая и прибыльности производителей, - пишут авторы научной работы, опубликованной в журнале Agriculture 2024 на портале MDPI. - Подсчитано, присутствие сорняков приводит к потерям до 50–52% урожая сои и кукурузы в Канаде и США, что представляет собой потери в миллиарды долларов ежегодно.
Механическая обработка почвы и гербициды исторически были наиболее широко используемым традиционным подходом к борьбе с сорняками в Северной Америке. С 1950-х годов и «зеленой революции» использование гербицидов резко возросло из-за низкой стоимости продуктов, простоты использования и возможности снизить количество рабочей силы, необходимой для борьбы с сорняками.
В настоящее время 60% рынка гербицидов приходится на четыре механизма действия (EPSP-синтаза, ауксин, ацетолактатсинтаза, ацетил-КоА-карбоксилаза). С другой стороны, интенсивное использование гербицидов с таким механизмом действия в значительной степени способствовало 530 фактическим случаям устойчивости к гербицидам во всем мире, и эта проблема может усугубиться под воздействием изменения климата
В последние десятилетия прямой посев (direct seeding - DS) был предложен для ограничения деградации и потери плодородия сельскохозяйственных почв, вызванных уплотнением и эрозией почвы, вызванной интенсивной механической обработкой.
Системы DS помогают поддерживать содержание углерода в почве и ее функции и получили широкое распространение в мире с 1996 года, а их внедрение производителями значительно расширилось после внедрения генетически модифицированных устойчивых к гербицидам семян, таких как сорта, устойчивые к глифосату. В сочетании с прямым посевом ГМ-культуры помогли снизить чрезмерную обработку почвы и связанное с ней быстрое ухудшение качества почвы во многих агрорегионах мира.
Вместе с тем популярность гербицидов с глифосатом сильно ограничила исследования и разработки гербицидов с новыми механизмами действия, и в настоящее время существует 59 сорняков, устойчивых к глифосату. Производители вынуждены увеличивать нормы, комбинировать глифосат с различными типами гербицидов или увеличивать механическую обработку почвы.
Борьба с устойчивыми сорняками в полевых культурах в настоящее время зашла в тупик, так что одной из стратегий рассматривается использование покровных культур. Соответственно, целью этого двухлетнего полевого исследования было определить, является ли использование покровных культур вариантом борьбы с сорняками и способом сокращения пестицидов с глифосатом на полях прямого посева трансгенной сои и кукурузы.
Исследование проводилось в открытом поле в течение двух лет, 2019 и 2020 годов, в Центре исследований зерна (CEROM), расположенном в Сен-Матье-де-Белой, Квебек, Канада.
План эксперимента представлял собой рандомизированный полный блок, состоящий из 48 экспериментальных участков размером 9 м × 20 м. Участки находились в трех различных севооборотах (пшеница-кукуруза; кукуруза-соя; соя-пшеница). Всего было отобрано 32 участка, соответствующие участкам сои и кукурузы в севооборотах (делянки соя-пшеница и кукуруза-соя в 2019 году и участки кукуруза-соя и пшеница-кукуруза в 2020 году).
На каждой делянке сою высеивали по остаткам кукурузы предыдущего года, кукурузу - по остаткам предыдущей пшеницы, а пшеницу - по остаткам предыдущей сои.
Среди видов покровных культур, использованных в этом исследовании, некоторые обладают аллелопатическими свойствами, что может частично объяснить их эффективность в борьбе с сорняками. Таким образом, рожь, подсолнечник, овес и различные капустные (например, редька и репа) известны своими аллелопатическими свойствами.
Рожь и подсолнечник известны своей способностью продуцировать более 16 различных аллелопатических соединений, включая бензоксазиноны, фенилмолочную кислоту и фенольные кислоты. Эти виды могут продолжать проявлять аллелопатические свойства после старения растений (например, после сбора урожая или гибели от замерзания. Известно также, что остатки видов Brassicaceae обладают сходными свойствами за счет продукции гликозинолата, важного аллелопатического соединения.
По итогам исследования определено, что кукурузные участки более сильно страдают от присутствия сорняков, чем соевые.
Управление посевами включало внесение глифасатсодержащих гербицидов в нормах 0,84, 1,67 и 3,3 л/ га на участках с прямым посевом и покровными культурами (DSCC) и в нормах 3,3 л/ га на участках без покровных культур (DS). Показателями межвидовой конкуренции считали степень засоренности, параметры растений (сырая и сухая масса и высота), урожайность зерна, содержание воды и катионов в почве. Результаты, полученные за оба года, показывают, что можно сократить использование гербицидов с глифосатом на 50% на участках с покровными культурами по сравнению с участками без них, используя норму внесения 3,33 л/га.
Однако сорняки оказали сильное влияние на содержание воды в почве, что отражалось в более мелких растениях и более низкой урожайности на участках, где было внесено всего 0,84 л/га, то есть при минимальной дозе. В целом, исследование показывает, что применение покровных культур к ГМО урожаю, по-видимому, способствует развитию более устойчивого сельского хозяйства при одновременном сокращении количества обычно используемых гербицидов на основе глифосата».
По статье группы авторов (Жером Бернье Брийон, Марк Люкотт, Ариан Бернье, Мириам Фонтейн, Матье Муэнг), опубликованной на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.