Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей коллектива международных исследователей из Польши, Германии и Нидерландов, авторы которого определили самую благоприятную пряную культуру для выращивания вместе с помидорами. Исследование опубликовано в журнале Agronomy 2024 на портале MDPI.
…Совмещение культур - это выращивание двух или более видов растений таким образом, чтобы они взаимодействовали агрономически. Такая практика может улучшить количество и качество урожая и предоставить экосистемные услуги за счет повышения эффективности использования азота и других питательных веществ, снижения давления сорняков, улучшения структуры почвы и привлечения опылителей. Это также может ограничить ущерб, наносимый вредителями и болезнями, из-за ингибирования распространения вредоносных агентов и подавления их атаки и развития. Кроме того, совмещение двух или более видов продовольственных растений на одной территории обеспечивает более рациональное использование земли и приносит дополнительный доход.
Однако овощи, и помидоры в том числе, являются очень требовательными культурами с точки зрения как доступности питательных веществ и воды, так и пространственного распределения, что требует правильного подбора зеленых соседей.
Сегодня самыми широко изученными сопутствующими видами в выращивании овощей являются вика, кориандр и лук, а также салат, чеснок, фасоль и горох.
С другой стороны, изучается совмещение культур с лекарственными ароматическими растениями, которые вырабатывают летучие вещества, и это можно использовать для защиты овощной культуры от вредителей или патогенов. Кроме того, лекарственные пряности полезны и для здоровья людей, обычно используются в качестве приправы к пище или для отваров в традиционной медицине.
Например, тимьян и базилик производят многочисленные соединения с множественными фармакологическими и антимикробными свойствами.
Тимьян производит антиоксиданты и антимикробные вещества, особенно тимол и карвакрол, содержащиеся в эфирных маслах. В нем также есть витамины и минеральные элементы, важные для здоровья человека. Тимьян привлекает журчалок, питающихся тлями, что приводит к их подавлению, и, как было показано, улучшает вкус и аромат сопутствующей культуры. Более того, эфирные масла тимьяна показали аллелопатические свойства, подавляя прорастание различных сорняков.
Базилик - ценное травянистое растение, широко используемое в кулинарии и обладающее значительными фармацевтическими свойствами. Базилик производит эфирные масла, а также полифенолы, флавоноиды и фенольные кислоты.
Доминирующими летучими компонентами базилика являются линалоол, метилхавикол, эвгенол, бергамотеин и метилциннамат. Некоторые из этих компонентов обладают противогрибным, нематоцидным и антибактериальным действием. Базилик может положительно влиять на химический состав сельскохозяйственных культур. Так, совместное выращивание базилика с томатами увеличивает содержание некоторых вторичных метаболитов томатов (шикимовой кислоты и апигенина) и способствует накоплению свободных аминокислот, как было показано в одном исследовании.
Целью настоящей работы была оценка влияния совмещения культур тимьяна и базилика и внесения в почву различных формул известного гриба триходерма (Trichoderma spp.) на рост органических томатов, их здоровье и урожайность. Кроме того, измерялась колонизация почвы Trichoderma spp. и ее влияние на микробную ферментативную активность почвы, метаболический потенциал и урожайность.
Полевой эксперимент проводился на сертифицированном органическом поле Национального института садоводческих исследований в Скерневицах (Польша) в течение двух последовательных лет (2022 и 2023).
Перед посадкой томатной культуры (сорт Сан Марцано) почву механически пропололи и удобряли только гранулированным органическим удобрением в дозе 2,5 т/га. Это удобрение польского производителя получают из биомассы растений фасоли и измельченной овечьей шерсти. Он одобрен для использования в органическом земледелии.
Эксперимент был поставлен по схеме разделенного участка с четырьмя повторениями. Размер единичной делянки составлял 3,0 м × 2,4 м (7,2 кв м).
Рассада томатов на стадии 4–6 листьев была высажена в конце мая в два ряда на расстоянии 80 см. В каждом ряду было высажено по пять растений, а расстояние между растениями в ряду составляло 50 см. Разделительная зона между отдельными участками составляла 80 см в ширину.
Совмещение культур было основным фактором и состояло из следующих трех обработок:
- растения томатов, выращенные без сопутствующих трав;
- растения томатов, высаженные вместе с тимьяном (пять саженцев тимьяна, высаженных через каждые два ряда томатов, на расстоянии 80 см от растений);
- растения томатов, высаженные вместе с базиликом (высаженные между рядами томатов таким же образом, как тимьян).
Каждый основной участок состоял из следующих трех подучастков:
- контрольные растения без микробной обработки (C);
- растения, выращенные в почве, модифицированной инкапсулированными в лигнин спорами T. atroviride TRS14 (MIC14);
- растения, выращенные в почве, модифицированной коммерческим продуктом Trianum G (TG).
Оба препарата Trichoderma вносились один раз в виде поверхностного полива почвы сразу после посадки томатов. При необходимости проводился регулярный полив и ручная прополка.
Во время выращивания растений не применялись средства защиты растений, а фитофтороз томатов, возникающий естественным образом, контролировался с момента появления первых симптомов. Тяжесть заболевания оценивалась визуально с недельными интервалами с использованием восьмибалльной шкалы следующим образом: 0 = симптомы заболевания отсутствуют; 1 = заражение листьев томатов 1%; 2 = 5%; 3 = 15%; 4 = 25%; 5 = 50%; 6 = 75%; и 7 = 100%. Каждый раз заражение оценивалось на 30 листьях томата, выбранных случайным образом на каждом участке.
Оценивались также параметры роста и урожайность растений томатов, степень колонизации почвы грибами Trichoderma и влияние этих внесений на микробную активность почвы и биоразнообразие (активность дегидрогеназ, EcoPlates AWCD и индекс Шеннона).
Результаты ясно показали значительное влияние тимьяна и базилика на рост и урожайность томатов в органическом производстве, хотя и прямо противоположное.
Выращивание тимьяна рядом с томатами оказало благоприятное воздействие на развитие корневой системы и количество цветов и плодов на культурных растениях.
Базилик, с другой стороны, явно снижал урожайность томатов и отрицательно влиял на эффект внесений Trichoderma, снижая развитие корневой системы. Более того, базилик как сопутствующее растение усиливал симптомы фитофторы.
Оба штамма Trichoderma колонизировали почву, но не оказали существенного влияния на микробную активность или метаболический потенциал, не было и существенного увеличения урожайности.
«В отличие от исследования, где говорилось о пользе совмещения базилика с томатом, наши исследования показали, что совмещение базилика душистого с растениями томата отрицательно повлияло на развитие корней томата и урожайность товарных плодов.
Интересно, что при рассмотрении влияния на корневую систему влияние совмещения было в основном на ее структуру. Корни были короче и толще, но наиболее существенное различие было в уменьшении количества кончиков корней. Это говорит о том, что растения томата, выращенные с базиликом, дали меньшее количество тонких боковых корней, которые важны для усвоения питательных веществ. Несмотря на это, развитие надземной части растений томата не были затронуты отрицательно по сравнению с контрольными участками без промежуточных культур.
Однако товарный урожай был намного ниже из-за быстрого заражения опустошительным фитофторозом томата на растениях, промежуточных с базиликом. Развитие этой болезни на томатных культурах происходит быстро, особенно в прохладную дождливую погоду - в течение нескольких дней фитофтора может уничтожить растения. Это особенно серьезно в органическом производстве, где доступные средства защиты растений ограничены.
То, что фитофтора энергично распространялась в пологе помидоров, высаженных вперемешку с базиликом, подтверждается динамикой заражения растений и значительно более низким урожаем товарных томатов (из-за более высокого уровня пораженных плодов) по сравнению с растениями, выращенными без трав, хотя общий урожай был схожим. Причина этого эффекта может заключаться в уменьшении потока воздуха в пологе высаженных вперемешку растений томатов, что создает более благоприятные условия для развития болезни. Действительно, хотя базилик был посажен на расстоянии 80 см от томатов, он производил довольно обильную биомассу, достигая высоты растения около 50 см, что все еще могло способствовать распространению болезни», подчеркнули ученые.
В отличие от базилика, промежуточная культура с тимьяном положительно повлияла на рост и урожайность растений томата. Растения, промежуточные культуры с тимьяном, дали значительно более высокий общий и товарный урожай, чем томаты в других экспериментальных установках.
Более того, томаты, промежуточные с тимьяном, имели заметно укрупненные корни по сравнению другими, а также дали многочисленные боковые корни, о чем свидетельствует большое количество кончиков. Лучшее развитие корневой системы соответствовало более высокой надземной биомассе, что также привело к положительной тенденции для генеративных органов, цветов и плодов. Не промежуточные культуры томатов сорта Сан-Марцано дали в среднем 74 плода плюс 49 цветков, но томаты, промежуточные культуры с тимьяном, дали около 100 плодов плюс 61 цветок (на 36% и 25% больше соответственно).
«Представленные результаты показывают, что сочетание растений, используемых для совмещения культур, следует тщательно подбирать с учетом конкретных условий выращивания, например, в случае органического производства томатов и базилика. Хотя базилик и был рекомендован в качестве сопутствующего растения для помидоров, в системах органического земледелия он может стимулировать серьезность фитофтороза томатов и снижать урожайность, несмотря на расстояние между растениями. Однако нельзя исключать некоторые аллелопатические эффекты, взаимодействующие с развитием корней томатов, особенно с числом кончиков.
С другой стороны, тимьян в качестве сопутствующего растения для томатов положительно влиял на развитие корней и увеличивал производство генеративных органов и общую урожайность томатов, хотя он не подавлял заражение фитофторозом. Важный вывод этой работы связан с влиянием сопутствующих растений с сильными аллелопатическими свойствами на эффективность биологических препаратов, применяемых одновременно к культуре. Оба протестированных препарата Trichoderma spp. были менее эффективны в культуре томата, высаженной вместе с базиликом, чем в контрольной культуре. Для объяснения этого явления необходимы дальнейшие исследования.
В целом, вывод таков, что хотя система совмещения культур имеет преимущества по сравнению с монокультурой, специфические взаимодействия между видами растений, системой выращивания и методами управления (например, применение микробных инокулянтов) могут сильно влиять на конечный результат. Поэтому рекомендуется провести обширную полевую оценку и проверку в различных почвенных и экологических условиях, а также методах выращивания культур перед их внедрением», заключают авторы работы.
По статье группы авторов (Магдалена Щех, Беата Ковальска, Фредерик Р. Вурм, Магдалена Пташек,Анна Ярека-Бонсела, Павел Тржчинский, Кая Боруп Лёвшалл, Сара Т. Ролдан Веласкес, Роберт Мациоровски).
В научной работе участвовали Национальный институт садоводческих исследований, Польша; Институт исследований полимеров Общества Макса Планка, Германия; Устойчивая полимерная химия (SPC), кафедра молекул и материалов, Институт нанотехнологий MESA+, факультет естественных и технологических наук, Университет Твенте, Нидерланды.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
