Ученые Министерства сельского хозяйства и продовольствия Канады (AAFC) создают новую линейку средств борьбы с сорняками Zapper, Crusher и Blaster: каждое из них решает проблему с разных сторон, но все они преследуют одну цель: уменьшить зависимость от агрохимических средств без ущерба для эффективности, пишет отраслевой картофелеводческий портал Spud Smart.
Под руководством специалиста по борьбе с сорняками доктора Эндрю Маккензи-Гопсилла — известного как «Канадский охотник за сорняками» — из Шарлоттаунского научно-исследовательского центра AAFC, работа сосредоточена на нехимических стратегиях борьбы с сорняками, которые могут реально применяться в коммерческом картофелеводстве.
Некоторые из этих методов борются с сорняками в течение вегетационного периода. Другие ждут сбора урожая. Некоторые основаны на использовании электричества и на физике. Один из методов даже заимствует идею из эксперимента по энтомологии, проведенного несколько десятилетий назад и почти забытого в ангаре с техникой. В отдельности ни один из этих инструментов не является панацеей. Но вместе они начинают выглядеть как нечто более мощное: надежная защита от сорняков, которые отказываются подчиняться старым правилам.
Деструктор семян для блокировки распространения сорных растений во время сбора урожая
Если гербициды не помогают в течение вегетационного периода, уборка урожая может стать последним актом мести сорняков.
Когда неконтролируемо разросшиеся сорняки убираются вместе с урожаем, а их семена рассеиваются по полю — проблема вновь возникает в следующем году. Именно это осознание побудило Маккензи-Гопсилл изучить деструктор семян для борьбы с сорняками — концепцию, получившую распространение в Австралии и зерновых системах западной Канады, но никогда ранее не применявшуюся для картофеля.
«Обычно, когда мы собираем урожай, все сорняки, которые не удалось уничтожить, собираются, а затем разносятся по полю вместе с остатками растительности. Контроль семян сорняков во время уборки урожая меняет эту идею. Вместо того чтобы разносить эти семена, почему бы не уничтожить их?» — говорит он.
Концепция не нова. В Австралии фермеры используют системы, которые собирают мякину с комбайнов и механически уничтожают семена сорняков, достигая почти полного уничтожения таких видов, как однолетний райграс. Но картофель представляет собой другую проблему. Его не убирают комбайнами, и до недавнего времени не было очевидного способа адаптировать этот подход.
Прорыв произошел неожиданно, во время презентации в Университете острова Принца Эдуарда.
«Один из слушателей упомянул об одном оборудовании, которое у нас уже есть. Изначально оно было создано для измельчения картофельных побегов с целью борьбы с личинками европейского кукурузного мотылька», — говорит Маккензи-Гопсилл.
Разработанное более 15 лет назад энтомологом AAFC Кристин Норонья, это устройство состоит из двух тяжелых металлических роликов, установленных в задней части картофелеуборочной машины. Вместо того чтобы сбрасывать стебли и мусор обратно на поле, все проходит через ролики, измельчается и возвращается на место.
В то время целью была борьба с насекомыми. Норонья обнаружила, что система на 90-95 процентов эффективна в уничтожении зимующих личинок кукурузного мотылька внутри картофельных кустов. Но как только появились химические средства, дробилку поставили на стоянку — в прямом смысле слова — и оставили неиспользованной более чем на десятилетие.
«Эта машина простояла в сарае с оборудованием около 15 лет, — говорит Маккензи-Гопсилл. — Мы достали ее и задали себе другой вопрос: что произойдет, если через нее пройдут семена сорняков?»
По крайней мере, на ранних этапах испытаний, результаты были обнадеживающими.
Стационарные испытания начались примерно в 2021 году и были сосредоточены на ключевых сорняках картофеля в Атлантической Канаде, в частности на лебеде и щирице запрокинутой — видах, демонстрирующих растущую устойчивость к метрибузину, линурону и гербицидам группы 5. Семена пропускали через дробилку при различных скоростях вращения и размещении валков.
«Мы обнаружили, что скорость вращения валков не имеет большого значения, — говорит Маккензи-Гопсилл. — Но чем ближе расположены валки, тем лучше мы контролируем процесс».
В случае более крупных семян, таких как самосев рапса, всхожесть снижалась до 95 процентов. В случае более мелких семян показатели были более изменчивыми, но все же демонстрировали значительное снижение всхожести.
Эти результаты оказались достаточными для проведения полевых испытаний — шага, предпринятого биологом из AAFC Николь Макдональд, для которой этот проект стал первой руководящей должностью в карьере: «Это был большой шаг в моей профессиональной карьере. Я принимала непосредственное участие на первом этапе, когда мы проводили стационарные испытания, а затем перешла на ведущую роль в разработке полевых испытаний этого инструмента».
В полевых условиях дробилка была установлена на комбайне промышленного масштаба на исследовательской ферме AAFC в Харрингтоне. Определенное количество семян сорняков помещали в сетчатые мешки, пропускали через дробилку во время уборки урожая, а затем отслеживали их прорастание осенью и весной. Команда также отслеживала естественное состояние сообщества сорняков.
Измельчитель стабильно снижал жизнеспособность семян нескольких видов сорняков, включая рапс, ежовник и марь белая. Хотя степень снижения жизнеспособности варьировалась в зависимости от вида и сезона, результаты подтвердили выводы стационарных испытаний: уничтожение даже части семян сорняков во время уборки урожая может снизить их дальнейшее распространение.
«Речь идёт не о замене гербицидов, — говорит Маккензи-Гопсилл. — Речь идёт о сокращении количества семян, возвращаемых в систему, чтобы всё остальное работало лучше».
Макдональд соглашается — и указывает на еще одно преимущество.
«Это пассивный инструмент, — говорит она. — Он не мешает сбору урожая, он недорогой и при этом контролирует насекомых, для борьбы с которыми изначально был разработан. Это редкость в борьбе с вредителями — инструмент, который работает против двух разных групп вредных объектов, — отличный инструмент для комплексной борьбы с вредителями».
Следующей проблемой остается масштабирование. Измельчитель, использованный в испытаниях, меньше большинства современных комбайнов, и его адаптация для валкообразователей и многорядного оборудования потребует инженерных доработок. Но оба исследователя говорят, что базовая концепция достаточно проста, чтобы фермеры — или местные производители — могли создавать свои собственные версии. «Это не какой-то запатентованный черный ящик, — говорит Маккензи-Гопсилл. — Любой фермер может взглянуть на него и, вероятно, улучшить».
Электропрополка
Электрическая борьба с сорняками имеет удивительно долгую историю, восходящую к 1800-м годам и вновь получившую распространение в 1970-х годах для защиты сахарной свеклы. Изменилась лишь актуальность проблемы. В условиях распространения устойчивости к гербицидам и сужения выбора химических средств, электрпрополка рассматривается как жизнеспособная нехимическая альтернатива.
Установленная на передней части трактора, система использует генератор для подачи электричества через медную штангу длиной до 4,5 метров. Когда сорняки соприкасаются со штангой, электрический ток проходит через растение, вызывая выброс влаги из растительных тканей и быстрое увядание и гибель.
«Выглядит впечатляюще, — говорит Макдональд, возглавляющий исследования AAFC в области электрической прополки. — И когда фермеры видят это в действии, у них, безусловно, возникают вопросы».
С момента получения устройства в конце 2024 года Макдональд проводит оценку эффективности электрической прополки картофеля и других овощных культур в Харрингтоне.
«Мы изучаем, как это влияет на биомассу сорняков, их повторный рост и жизнеспособность семян, — говорит она. — А также работаем над сравнением затрат и выгод с программами применения гербицидов».
Система наиболее эффективна против сорняков, которые возвышаются над посевами и содержат достаточно влаги — она хорошо подходит для картофеля и других низкорослых овощей, где сорняки могут возвышаться над культурой. Меры безопасности и требования к влажности означают, что это не инструмент для бытового использования, но при правильных условиях результаты многообещающие.
Некоторые виды более восприимчивы к этому, чем другие, и повторный рост может представлять собой проблему, что подтверждает идею о том, что электрическая прополка — это дополнительные инструмент, а не самостоятельное решение. «Речь идёт о поиске правильного момента и схемы применения. Это ещё один способ предотвратить побеги», — говорит Макдональд.
«Бомбардировщик сорняков»: кухонные ингредиенты и амбиции в полевых условиях
Из всех исследуемых инструментов, Weed Blaster, пожалуй, оказался самым неожиданным.
Используя модифицированный пескоструйный аппарат, команда Маккензи-Гопсилл тестировала абразивные материалы, изготовленные из измельченной скорлупы грецких орехов и кукурузных початков, с последующим целенаправленным нанесением пищевой соды. Цель: физически повредить сорняки и нарушить их способность к восстановлению или образованию семян.
«Одной лишь мелкой фракции было недостаточно, чтобы остановить рост сорняков. Когда мы добавили пищевую соду, мы увидели полный контроль над сорняками», — говорит Маккензи-Гопсилл.
Этот подход значительно снизил биомассу сорняков и производство семян на опытных участках — отличный результат для высокоценных культур, где точность имеет значение. Но проблема, как и во многих альтернативных технологиях, заключается в масштабируемости.
«На начальных этапах испытаний мы обходили ряды, целенаправленно уничтожая отдельные сорняки, — говорит он. — Для крупных хозяйств это нереалистично».
Следующий этап включает в себя сотрудничество с инженерами для разработки систем применения, которые могли бы работать в полевых условиях. Хотя еще рано делать выводы, Blaster демонстрирует творческий подход, лежащий в основе исследований сорняков без использования химикатов, а также готовность переосмыслить методы борьбы с сорняками.
Ни один из этих инструментов — ни дробилка, ни электрошокер, ни бластер — не предназначен для полной замены гербицидов. Но дело не в этом.
«Комплексная борьба с сорняками заключается в том, чтобы бороться с ними с разных сторон. Если один метод не сработает, другой может помочь», — говорит Макдональд.
Для производителей картофеля, сталкивающихся с устойчивыми к гербицидам популяциями сорняков, регуляторным давлением и ростом затрат, такой многоуровневый подход может стать преимуществом. И хотя названия могут звучать игриво, работа, стоящая за ними, отнюдь не шутка. Она основана на практических вопросах, которые уже задают себе фермеры: как поддерживать чистоту полей, когда одной химии недостаточно? Похоже, ответ придёт не от одного героя, а от команды.
Источник: Spud Smart.
