Непрерывное возделывание культур (монокультура) является преобладающей практикой сельскохозяйственного возделывания и приводит к деградации почвы, потере питательных веществ и обострению заболеваний, передающихся через почву, и наглядный тому пример – картофель и парша.
Картофель, выращиваемые в основном в монокультуре, часто поражается паршой обыкновенной, вызываемой различными патогенными видами Streptomyces. Патогенные Streptomyces spp. вырабатывают фитотоксины, такстомины, которые вызывают образование темных, струпьевых поражений на клубнях картофеля, что значительно влияет на качество и экономическую ценность урожая.
Учитывая, что процесс сборки микробных сообществ почвы и изменения патогенных микроорганизмов в разные годы непрерывного возделывания культур остаются неясными, команда исследователей из Хэйлунцзянской академии сельскохозяйственных наук вместе с коллегами опубликовала в журнале Applied Soil Ecology отчет о том, как можно разорвать цикл парши.
Настоящее исследование было сосредоточено на структуре микробного сообщества почвы в геокаулосфере картофеля и парше картофеля обыкновенной (англ. common scab-CS), вызванной патогенными Streptomyces spp.
Ученые провели эксперимент в горшках с использованием пяти различных почв непрерывного возделывания картофеля и пяти почв альтернативного возделывания культур (севооборот картофеля и монокультура без картофеля).
«Мы использовали qPCR для обнаружения патогенного гена, связанного с CS, и высокопроизводительное секвенирование для оценки состава микробного сообщества. Результаты показали, что структура микробного сообщества в геокаулосфере в первую очередь зависит от истории возделывания культур. В этом исследовании мы продемонстрировали, что заболеваемость паршой обыкновенной, количество копий патогенного гена и относительное обилие патогенов значительно увеличиваются с увеличением количества лет непрерывного выращивания картофеля. Это наблюдение можно объяснить кумулятивным эффектом патогена и патогенного гена за годы непрерывного выращивания картофеля, что в конечном итоге приводит к увеличению заболеваемости паршой», - подчеркивают авторы работы.
Они поясняют, что монокультура картофеля кардинально изменяет процессы микробной сборки почвы, что приводит к менее разнообразному и более гомогенизированному микробному сообществу. Это сокращение разнообразия ослабляет естественные механизмы подавления болезней почвы, делая ее более восприимчивой к патогенным инвазиям.
Доминирование патогенных Streptomyces в таких средах подчеркивает хрупкое равновесие в почвенных экосистемах и то, как методы ведения сельского хозяйства могут нарушить это равновесие, что приведет к неблагоприятным результатам.
Фермерам рекомендуется оценить свои текущие картофельные системы и рассмотреть возможность интеграции севооборота, органических добавок и покровных культур в свою практику.
Сотрудничество с агрономами для разработки индивидуальных планов управления почвой необходимо, так как сегодня установление картофельных севооборотов еще в процессе изысканий. Например, севооборот с рапсом последовательно снижал тяжесть парши, а чередование с ячменем, зеленой фасолью, сладкой кукурузой и соей – нет.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.