Рис (Oryza sativa L.) культивируется по всему миру и является ключевым продуктом питания для половины населения мира. Урожайность и качество зерна напрямую связаны с продовольственной безопасностью и социальной стабильностью.
Однако сорняки являются одним из самых важных ограничивающих факторов на рисовых полях. Сорняки обладают множеством биологических характеристик, включая высокую адаптивность и высокую урожайность семян, конкурируя с целевой культурой.
Сообщается, что сорняки могут снижать урожайность сельскохозяйственных культур в среднем на 34%, что значительно больше, чем потери, вызванные животными вредителями (18%) и патогенами (16%).
В Китае более 200 видов сорняков заражают более 15 миллионов гектаров рисовых полей, что приводит к ежегодной утрате примерно 10 миллионов тонн риса с потерей около 15%. С ростом населения мира и сокращением доступных ресурсов эффективное управление сорняками становится одновременно всё более важным и крайне сложным.
Химический контроль сорняков считается самым целесообразным способом борьбы с сорняками. В 2023 году мировое использование гербицидов достигло 2 миллионов тонн, а торговля — примерно 44 миллиарда долларов США. Однако долгосрочное, широкое и повторяющееся использование гербицидов привело к быстрому росту количества сорняков, устойчивых к гербицидам за последнее десятилетие.
В настоящее время 273 вида сорняков, включая 156 двудольных и 117 однодольных сорняков, на 102 культурах в 75 странах выработали устойчивость к 168 различным гербицидам, при этом устойчивые виды сорняков на рисовых полях также резко выросли за последние 30 лет. Почти 80 биотипов сорняков по всему миру и 51 в Китае развили устойчивость. Вот где в дело вступает солома масличного рапса при неглубокой заделке в почву.
Химическая атака из почвы
Когда рапсовая солома попадает в землю и начинает разлагаться, она выделяет особые жидкости, насыщенные природными «ядами». В ходе лабораторных тестов и полевых испытаний ученые выяснили, что эти вещества — настоящие киллеры для семи видов самых злостных рисовых сорняков. Под удар попали такие основные захватчики, как лептохлоа китайская и разновидности сыти. Сорняки буквально замирали: их корни переставали расти, побеги слабели, а семена просто не могли проклюнуться.
В то время как сорная трава гибла от аллелопатического стресса, сеянцы риса (особенно сорта Yongyou1540) продемонстрировали удивительную стойкость. Рис оказался практически нечувствителен к рапсовым токсинам. Исследователи установили дозировку: заделка примерно одного килограмма соломы на квадратный метр поля создает смертельную среду для сорняков, но оставляет рис в полной безопасности.
Полевые испытания подтвердили теорию практикой. На участках, где использовали рапсовую солому, популяцию сорняков удалось сократить на 77–85%, а их общий вес — почти на 95%. Это позволило рису процветать: урожай зерна подскочил на внушительные 13–19%.
Исследователи подчеркнули, что технология мелкой заделки рапсовой соломы — это двойная выгода. Фермеры избавляются от отходов, экономят на дорогой и критикуемой агрохимии и при этом собирают больше риса. Это яркий пример того, как природа сама подсказывает нам решения для устойчивого и безопасного земледелия будущего.
