С потерей картофелеводами ЕС нескольких важных инсектицидов проволочники, личинки жуков щелкунов, представляют серьезную угрозу для картофеля. Агрономическая профилактика, которая всегда является первой стратегией комплексной защиты растений, которая должна быть реализована, может включать биоактивные покровные культуры, высаженные перед восприимчивой культурой.
Итальянские ученые оценивают потенциал кроталярии, (Crotalaria juncea), тропического бобового растения, в качестве покровной культуры для снижения риска повреждения проволочником. Испытания проводились в полевых в полуестественных условиях с использованием горшков для введения определенного количества выращенных проволочников и показали оптимистичные результаты.
Проволочники (Coleoptera: Elateridae) - важные многоядные почвенные вредители значительного числа пахотных культур в Европе и Северной Америке. Наиболее вредоносные виды в Европе относятся к роду Agriotes.
Корнеплоды и клубнеплоды (например, морковь, пастернак, картофель, редис, батат, репа) особенно восприимчивы к атакам проволочника. Клубни картофеля (Solanum tuberosum L.) могут быть повреждены туннелированием после атак проволочника, что приводит к значительной потере их рыночной стоимости (на основе текущих стандартов) из-за понижения качества партий, что приводит к существенным экономическим потерям для производителей.
В течение многих лет фитосанитарные стратегии защиты урожая картофеля от повреждения проволочником основывались исключительно на синтетических инсектицидах из-за их длительной стойкости в почве. Однако их риски привели к тому, что в 2014 году вступил в силу запрет ЕС на фипронил, который в 2018–2019 годах распространился на тиаметоксам и этопрофос, а в 2020 году - на хлорпирифос. В итоге, это нанесли ущерб картофелеводству от проволочника.
В качестве альтернатив рассматриваются биоактивные покровные культуры, которые могут удерживать популяции вредителей (например, проволочников и нематод) ниже пороговых значений и одновременно обеспечивать другие важные агрономические преимущества.
Виды бобовых в севообороте имеют решающее значение для поддержания или развития более устойчивой и сложной агроэкосистемы. Это происходит не только потому, что они могут содержать микробный симбиоз, который может биологически фиксировать азот на уровне корней и, таким образом, сокращать использование синтетического азота, но также потому, что они могут способствовать ризосферной биологической и ферментативной активности посредством изменения pH ризосферы (подкисления) и фосфорного пула, что приводит к ряду последствий.
Кроталярия ситниковая (Crotalaria juncea L.) — тропическое азиатское растение семейства бобовых Fabaceae, также известно как индийская конопля согласно происхождению. В Индии кроталярию ситниковую выращивают как источник волокна, которое получают из ее стебля. Индия является основным производителем, но культуру также выращивают в соседних странах Южной Азии. Несмотря на то, что в ней обнаружены гепатотоксичные фитотоксины, в основном 1,2-дегидропирролизидиновые эфиры из пирролизидиновых алкалоидов, Crotalaria spp. используется как отдельно, так и в сочетании с другими растениями в традиционных фитопрепаратах в Азии и Африке.
Кроталярию в этих странах также все чаще используют в качестве зеленого удобрения из-за высокого содержания азота, тем самым улучшая качество почвы и устойчивость сельскохозяйственных систем, поскольку она снижает сток азота, выбросы N 2 O и вымывание питательных веществ. Кроме того, зеленое удобрение из кроталярии может улучшить микробное сообщество почвы, увеличивая роды, участвующие в разложении органического вещества, а также способствуя росту растений и биологическому контролю патогенов.
Эксперименты, результаты которых сейчас обсуждают исследователи Университет Падуи, Совета по сельскохозяйственным исследованиям и экономике (CREA) - Научно-исследовательский центр зерновых и технических культур (CREA-CI), Экспериментального зоопрофилактического института Ломбардии и Эмилии-Романьи (IZSLER), проводились в 2019 и 2020 годах в одном из важнейших регионов Италии по производству картофеля.
Ферма находилась в Дульоло-ди-Будрио (провинция Болонья), Италия. Площадь каждого экспериментального участка составляла не менее 240 кв м2, ( длина участка 27 м, ширина участка 9 м). Экспериментальные полевые/испытательные участки были разбиты на рандомизированные блоки с шестью повторениями.
Сорт картофеля «Универсал», Universa (Bretagne Plants Innovation, Hanvec, Франция), был выбран в качестве репрезентативного сорта для этого района, учитывая его высокую урожайность. Фактически, он выращивается по всему итальянскому полуострову, давая высокие урожаи во всех средах, и является одним из наиболее широко используемых итальянскими фермерами сортов. Это также среднеранний сорт и, таким образом, особенно восприимчив к повреждению проволочником.
Испытание 2 оценивало влияние включения измельченных тканей растения Crotalaria juncea в почву для рассады на повреждение клубней картофеля проволочником и выживаемость личинок. Сравнивались три обработки: (1) включение Crotalaria (посадка и внесение измельченных растений); (2) применение биоинсектицида Metarhizium brunneum; (3) необработанный контроль.
Результаты наглядно демонстрируют эффективность обработки Crotalaria в снижении повреждений клубней, вызванных питанием проволочником и эрозией. Медианное число общих повреждений на клубень было значительно ниже (до четырех раз) при посадке Crotalaria, чем в необработанном контроле. Аналогично, число тяжелых эрозий (обычных + крупных) также было значительно снижено при обработке заделкой измельченных частей. Обработка Metarhizium показала промежуточные значения параметров шрамов, которые были ниже, чем в необработанном контроле, но выше, чем в обработке Crotalaria.
Это говорит о том, что хотя Metarhizium может обеспечить определенный уровень защиты от повреждения проволочником, обработка Crotalaria оказалась в целом более эффективной в предотвращении повреждения клубней.
Это исследование является первым, которое продемонстрировало, что кроталярия может значительно снизить повреждение проволочником при выращивании в качестве покровной культуры перед картофелем. Таким образом, это представляет собой эффективную самостоятельную практику, которую можно также использовать с дополнительными практиками для производства картофеля с низким уровнем повреждения проволочником без использования синтетических инсектицидов, что позволяет избежать нежелательного воздействия на окружающую среду и человека. Включение кроталярии в севооборот дает дополнительные положительные агрономические и экологические эффекты в период, когда мало подходящих покровных культур.
«Важно отметить, что Crotalaria juncea произрастает в тропических и субтропических регионах. Для нее характерна реакция цветения на короткий фотопериодический день при температурах от 15 °C до 27 °C. Это означает, что она имеет тенденцию цвести и завязывать семена только тогда, когда продолжительность дня достаточно короткая. В высоких широтах, например, в Северной Италии, более длинные летние дни могут подавлять цветение и, следовательно, производство фертильных семян. Исследование, проведенное в Соединенных Штатах , показало, что распространенные сорта Crotalaria juncea не дают надежно семян в более высоких широтах. Crotalaria juncea не образует семян к северу от 28° с. ш.. Следовательно, существует небольшая угроза того, что растение распространится или станет сорняком в Италии, которая простирается от 36° с. ш. до 46° с. ш.», - заключили авторы исследования.
По статье группы авторов (Лоренцо Фурлан, Стефано Бона, Роберто Маттео, Лука Лаццери, Айседора Бенвенью, Нерио Касадеи, Элизабетта Капраи, Илария Прицио, Бруно Паризи), опубликованной в журнале Insects 2025 на портале www.mdpi.com.