Смешанные посадки предлагают альтернативное биоразнообразие, когда давление болезни слишком велико или хозяйство намерено вести органическое земледелие

Группа испанских ученых из Института устойчивого сельского хозяйства и Университета Кордовы проверили влияние смешанной посадки на здоровье культуры гороха. Исследование опубликовано в журнале Agronomy 2021. В частности, авторы пишут.

«Горох (Pisum sativum L.) - одна из основных зернобобовых культур умеренного пояса, широко культивируемое во всем мире.

Благодаря высокому содержанию белка горох отлично подходит для кормления животных и является хорошей альтернативой мясу в рационе человека. Как и другие бобовые, горох связывает атмосферный азот, обогащая почвы и способствуя устойчивости. Однако, как и в случае с любой другой культурой, есть и вредители, и болезни.

Мучнистая роса - это переносимое воздушно-капельным путем грибное заболевание, вызываемое биотрофным возбудителем Erysiphe pisi DC.

Болезнь поражает все надземные части растения, потери могут достигать 50% урожая. Хотя такие методы, как посадка в начале сезона или использование скороспелых сортов, могут применяться профилактически, эффективный контроль достигается с помощью химических фунгицидов или устойчивых сортов. Проблема с химическими веществами заключается в том, что их использование влечет за собой ущерб экосистемам и увеличивает экономические издержки фермеров.

Что касается устойчивых сортов, то их доступно лишь ограниченное количество, и устойчивость зависит от узкой генетической основы. Описаны только три гена устойчивости, а именно Еr1, Еr2 и Er3, и только первый из них широко используется в селекционных программах по всему миру. Риск того, что патоген преодолеет эти резистентности, высок, особенно, при монокультуре.

Диверсификация культур, либо путем совмещения, т. е. смешивания двух или более культур, либо путем смешения генотипов одной и той же культуры, доказала свою полезность для снижения воздействия болезней.

Задача состоит в том, чтобы изменить традиционную среду для выращивания монокультур таким образом, чтобы она препятствовала процессу заражения и распространению патогена, или предоставляла растениям-хозяевам дополнительные силы для борьбы с инфекцией. К другим преимуществам диверсификации относятся: повышение урожайности, сокращение количества удобрений и положительное влияние на полезных насекомых и опыление.

Бобовые - популярные компоненты в стратегиях диверсификации, учитывая экологические услуги, которые они оказывают другим культурам и окружающей среде в целом.

С целью оценки преимуществ диверсификации в борьбе с мучнистой росой гороха мы провели серию экспериментов, во-первых, для определения наиболее эффективных промежуточных культур, а во-вторых, для определения оптимального соотношения устойчивых и восприимчивых сортов гороха в смеси.

Шесть полевых испытаний были проведены в двух разных местах на юге Испании (Кордова и Альмодовар-дель-Рио) с 2015 по 2019 год для изучения влияния различных промежуточных культур на инфекцию мучнистой росы гороха.

Каждое испытание включало монокультуры гороха, пшеницы, ячменя и фасоли (сорта Мессир, Калифорния, Хенли и Брокаль, соответственно), промежуточные посевы гороха с каждой из других культур; и монокультура гороха с плотностью 50% (расстояние между рядами увеличено вдвое).

Каждая делянка состояла из восьми рядов длиной 3 м (за исключением делянок с горохом при 50% -ной плотности, только с четырьмя рядами) с интервалом 35 см между рядами. Плотность посева составляла 30 семян / ряд для бобовых и 200 семян / ряд для зерновых.

Система промежуточного посева чередовалась с заменой на 50%. Это означает, что поочередно засевали ряды каждой культуры, в результате чего на участке была получена норма 50/50.

Дополнительные полевые испытания были выполнены в течение четырех сезонов, когда чувствительный к мучнистой росе Мессир и его резистентная изолиния Эритрео были смешаны в разных соотношениях.

Тяжесть заболевания оценивали визуально как процентную долю всего растительного покрова, покрытого мучнистой росой. Оценки проводили через неделю после появления первых симптомов и повторяли каждые 7–10 дней до старения растений.

Наши результаты показывают значительное снижение количества мучнистой росы на горохе при совместном посеве с ячменем или фасолью (уменьшение на 44% и 32% соответственно). Эта тенденция была последовательной в шести полевых испытаниях в двух разных центрах в течение четырех лет.

Мы можем предположить эффект разбавления, поскольку количество растений-хозяев в смеси уменьшается до 50%, поэтому производство вторичного инокулята снижается. Кроме того, ряды гороха расположены вдвое дальше друг от друга, поэтому грибным спорам труднее перемещаться и вызывать новые инфекции.

Таким образом, барьерный эффект со стороны культуры, не являющейся хозяином, может играть важную роль в препятствовании распространению болезни, особенно при такой схеме чередования рядков.

Культура, не являющаяся хозяином, действует как физический барьер для перемещения спор из ряда в ряд, препятствуя развитию последовательных циклов инфекции.

В этом случае ячмень и бобы оказались более эффективными, чем пшеница. Ячмень производит больше биомассы, чем пшеница и фасоль, что делает его более плотным барьером; он также произвел больше биомассы в промежуточных посевах с горохом, чем в монокультуре, что может указывать на то, что ячмень выигрывает от синергии с горохом.

Что касается высоты растений, то разница между ячменем и горохом больше, чем у пшеницы и фасоли. Это говорит о сильном барьерном эффекте ячменя в борьбе с мучнистой росой.

Роль фасоли, с другой стороны, кажется более сложной для объяснения, но результаты барьерного эффекта все равно стали выше, чем у пшеницы.

Во многих случаях сообщалось, что сочетание гороха со злаками дает преимущества с точки зрения зерна и фуража, хотя это не всегда так. Комбинирование гороха и фасоли встречается реже, но, опять же, описано положительное и отрицательное влияние на урожайность.

В наших экспериментах не было обнаружено никаких преимуществ или недостатков по урожайности зерна или биомассы. Этот нейтральный эффект промежуточного посева на урожай облегчает его использование для борьбы с мучнистой росой гороха.

В заключение, в этой работе было впервые установлено, что диверсификация является хорошим инструментом для борьбы с мучнистой росой гороха, будь то смешивание гороха с другой культурой или смешивание двух сортов гороха. Это дополняет известные преимущества диверсификации, что имеет большое значение в контексте устойчивого сельского хозяйства, особенно когда речь идет об органическом земледелии, где использование фунгицидов недопустимо.

Дальнейшая работа будет сосредоточена на других болезнях гороха, таких как ржавчина, и на определении наилучших вариантов одновременного противодействия различным биологическим стрессам, включая сорняки».

(Источник: www.mdpi.com. Авторы текста и фото: Анхель М. Вильегас-Фернандес, Ахмед Амарна, Хуан Мораль, Диего Рубиалес. На заглавном фото: монокультура гороха и горох, пересеянный с ячменем в эксперименте в контролируемых условиях).