В Австралии, по мере усиления засухи из-за изменения климата, обостряется проблема с райграсом однолетним (плевел жесткий Lolium rigidum). Он превратился в самый проблемный и экономически опасный сорняк в Австралии из-за своей конкурентоспособности, обильного образования семян и широко распространенной устойчивости к гербицидам. По оценкам, райграс однолетний обходится производителям зерна в 93 миллиона долларов ежегодно, включая потери урожая и расходы на борьбу с ним.
Райграс жесткий умело подстроился под австралийскую технологию выращивания зерна. Его семена прорастают одновременно с пшеницей в начале зимы. Он созревает и осыпается прямо перед уборкой урожая, гарантируя засев поля на следующий год. Его развитая корневая система «объедает» культурные злаки, забирая всю влагу и азот.
Райграс является перекрестноопыляемым растением, поэтому каждый сорняк на поле генетически уникален. Когда фермеры начали применять агрохимикаты, райграс в ответ развил устойчивость к гербицидам. На сегодняшний день в Австралии существуют популяции, которые не погибают вообще ни от одного из известных классов химической прополки (включая глифосат).
Более того, исследование, проведенное учеными из Университета Ла Троба, показало, что однолетний райграс способен адаптировать свой рост и размножение для выживания в условиях засухи, что еще больше затрудняет борьбу с ним по мере усиления изменчивости климатических условий. Исследование опубликовано в Scientific Reports.
Чтобы лучше понять, как сорняк адаптируется к засухе, исследователи из Института устойчивого сельского хозяйства и продовольствия Ла Троба (LISAF) и Школы сельского хозяйства, биомедицины и окружающей среды (SABE) изучили, как устойчивые и восприимчивые к гербицидам популяции райграса реагируют на различные уровни влажности почвы в контролируемых условиях теплицы. Они обнаружили, что умеренное ограничение водоснабжения не просто подавляло рост райграса, но в некоторых случаях стимулировало развитие сорняка: устойчивая популяция производила до 132% больше листьев и на 153% больше побегов по сравнению с условиями переувлажнения.
Несмотря на то, что самая сильная лабораторная засуха снизила высоту растений, биомассу корней и побегов, а также производство семян у популяции райграса, устойчивого к гербицидам, на 50%, растения все же смогли выжить и размножиться.
Кроме того, однолетний райграс продемонстрировал большую гибкость в выборе времени цветения и поддерживал более высокое содержание воды в листьях в условиях стресса, что позволяет предположить, что он лучше приспособлен к выживанию в условиях дефицита воды. Это позволяет предположить, что жесткий плевел будет серьезной угрозой даже в засушливые сезоны, особенно там, где уже встречаются популяции, устойчивые к гербицидам.
Ведущий автор исследования, доктор Али Баджва, старший преподаватель кафедры гербологии и агрономии, заявил, что полученные результаты подчеркивают необходимость переосмысления методов борьбы с сорняками в условиях изменчивости климата.
«Однолетний райграс и так является одним из самых сложных сорняков для борьбы с зерновыми культурами в Австралии, и наше исследование показывает, что он обладает высокой способностью адаптироваться к недостатку влаги. Тот факт, что устойчивые популяции могут более активно расти при умеренной засухе и при этом давать семена даже в условиях сильного стресса, означает, что фермерам необходимы стратегии управления, адаптированные к местным популяциям сорняков и сезонным условиям. Устойчивая популяция не показала существенного снижения жизнеспособности и, фактически, лучше себя показала в условиях стресса, что может стать двойной проблемой для производителей зерна, которым приходится иметь дело с устойчивыми к гербицидам растениями, которые также засухоустойчивы», — сказал Баджва.
Баджва заявил, что полученные результаты подтверждают отсутствие универсального решения для борьбы с однолетним райграсом.
«Понимание того, как различные популяции райграса реагируют на засуху, может помочь фермерам и консультантам разработать более целенаправленные стратегии по сокращению накопления семян в банке семян и ограничению распространения трудноконтролируемых популяций. Нам необходимы дальнейшие исследования большего числа популяций в полевых условиях, чтобы обеспечить устойчивость наших программ борьбы с сорняками в зерновом производстве в условиях сезонной изменчивости и изменения климата», — сказал Баджва.
Источник: La Trobe University.
