К такому выводу пришла команда американских ученых из Технологического института Вирджинии и Университет Теннесси, изучая применение пивной дробины для анаэробной дезинфекции почвы и борьбы с сорняками. Результаты работы ученые опубликовали в журнале Agronomy 2023 на портале MDPI: «Для многих производителей ценных специальных культур, которые выращивают многолетние или однолетние культуры без севооборота, плотность конкретных сорняков, фитопатогенов и видов нематод, паразитирующих на растениях, может увеличиваться с течением времени.
Так, монокультура клубники (земляники садовой) под пленкой является самой распространенной системой выращивания клубники в Вирджинии и среднеатлантическом регионе США. Клубнику часто сажают последовательно на одну и ту же землю с ограниченным временем пребывания под паром, в результате чего с ягодными кустами сильно конкурируют однолетние сорняки, такие как звездчатка обыкновенная (она же мокрица) и щирица запрокинутая, двулетники – дикая морковь, многолетники, включая одуванчик, клевер, осоку.
Кроме того, клубника в монокультуре очень восприимчива к почвенным патогенам растений, включая виды Pythium, Macrophomina, Fusarium и Rhizoctonia. Заражение Pythium spp., в том числе Pythium irregulare, вызывает корневые гнили. По оценкам, питиозная корневая гниль снижает урожайность клубники на 20-40%, и по этой причине в регионе обычно практикуется фумигация почвы перед посевом
Стратегии обеззараживания почвы перед посадкой полезны и рекомендуются для эффективной борьбы с вредителями на этих фермах. На протяжении десятилетий производители широко использовали предпосевную химическую фумигацию почвы, добиваясь эффективной борьбы с вредителями и относительно высокой экономической отдачи по сравнению с необработанными участками.
Химические фумиганты 1,3-дихлорпропен (1,3-D) и хлорпикрин применяются в качестве замены бромистому метилу, запрещенному в ряде стран, однако, постоянно ведутся поиски альтернатив химической фумигации.
Анаэробная дезинсекция почвы включает в себя использование разлагающихся органических добавок (например, источников углерода для стимуляции микробного дыхания), орошение до уровня полевой емкости и накрытие полиэтиленовым брезентом для ограничения газообмена и создания анаэробных условий. В анаэробных условиях факультативные и облигатные анаэробные микроорганизмы разлагают источники углерода, образуя фитотоксичные соединения, которые подавляют множество почвенных патогенов.
В нескольких исследованиях сообщалось об эффективности анаэробной дезинсекции для борьбы с сорняками, при этом результаты варьировались в зависимости от видов сорняков, окружающей среды, температуры почвы, типов и форм источников углерода и полевых условий.
Источники углерода должны содержать достаточное количество лабильного углерода и иметь умеренное соотношение углерода и азота, чтобы поддерживать рост полезных микробов в почве.
В настоящее время изучены различные лабильные источники углерода, такие как патока, рисовые отруби и пшеничные отруби, этанол и так далее. Жидкие формы углерода показали более высокую эффективность подавления сорняков по сравнению с твердыми, наилучшие результаты достигнуты с этанолом. Этанол легче применять, и он более эффективно проникает в почву по сравнению с твердыми источниками углерода, но высокая стоимость этанола делает его нереалистичным для крупномасштабного применения.
Пивная дробина - основной побочный продукт пивоварения. Хотя состав пивной дробины может меняться, материал обычно богат полисахаридами (целлюлозой и гемицеллюлозой), белками и минералами.
Сбраживаемые полисахариды в пивной дробине делают ее потенциальным ресурсом для дрожжевого брожения. Более того, анаэробные условия, создаваемые при внесении пивной дробины, также поддерживаются дрожжами, особенно факультативно анаэробными S. cerevisiae. Добавка дрожжей к дробине усиливает подавляющий эффект по отношению к сорнякам. Аналогичные исследования были проведены в отношении некоторых почвенных патогенов.
В этом исследовании изучалось влияние пивоваренной дробины, местного источника углерода, на различные виды сорняков и оомицетного возбудителя Pythium Islamice при добавке сухих спиртовых дрожжей при полной и пониженной норме в полностью рандомизированном дизайне с четырьмя повторами и двумя запусками на исследование Pythium Islamice.
В обоих исследованиях использовали 100 семян звездчатки обыкновенной (S. media), 100 семян щирицы запрокинутой (A. retroflexus), 100 семян белого клевера (T. repens), 10 клубней желтой осоки (C. esculentus) и инокулят, состоящий из 15 семян проса (Urochloa ramosa L.), зараженных штаммом Pythium Islamice.
Внесение пивной дробины в почву подавляло все четыре вида сорняков и Pythium в настоящем исследовании, а сухие спиртовые дрожжи усиливали подавления. Механизм подавления еще предстоит выяснить и провести полевые тесты, но в перспективе такой способ биофумигации выглядит перспективным и приемлемым. По сравнению с материальными затратами на почвенные фумиганты, которые составляют для американских фермеров 1000–1800 долларов США /га, материальные затраты на пивную дробину, вносимую с дрожжами, намного ниже — пивная дробина в настоящее время бесплатна, а дрожжи обойдутся примерно в 145 долларов/га. Также в пивной дробине присутствует органический азот, фосфор и кальций, что важно в контексте замены химических удобрений».
По статье группы авторов (Даньян Лю, Джаеш Самтани, Чарльз Джонсон, Сюэмэй Чжан, Дэвид М. Батлер, Джеффри Дерр), опубликованной на портале MDPI.
