Ученые нашли новый метод борьбы с сорняками с помощью углерода

Исследователи из Корнеллского университета (США) протестировали экологический способ борьбы с сорной растительностью на полях сои и кукурузы: добавление углерода в почву в виде опилок и ржаного сена.

Исследование показало, что опилки хорошо контролируют рост сорняков на полях сои и несколько хуже на полях кукурузных. Опилки представляют собой экологически чистую альтернативу традиционным методам борьбы с сорной растительностью, таким как обработка почвы и применение гербицидов, каждый из которых имеет свои недостатки.

Сельхозпроизводители используют различные гербициды, растения вырабатывают к ним устойчивость, но компании не разрабатывают новые действующие вещества. Обработка почвы имеет свои минусы: она нарушает структуру почвы, что может привести к ее эрозии.

Но есть и другие способы борьбы с сорняками, основанные на общих принципах биологии почвы. Добавление в правильное время углерода в почву запускает каскад микробиологических процессов, которые могут подавлять рост сорных растений.

Экологическим методам борьбы с сорняками уделяется меньше внимания, чем обработке почвы и химическим методам борьбы с сорняками. Однако учены считают, что почвенные микроорганизмы — это экологический способ подавления сорняков при добавлении углерода, поскольку микроорганизмы потребляют углерод и используют его для роста, при этом больше поглощают азота, который необходим растениям для роста. Иммобилизуя азот и не давая ему попасть в растения, микроорганизмы помогают подавлять сорняки.

В рамках двухлетних исследований ученые провели эксперименты с различными обработками полей сои и кукурузы. Углерод добавляли в виде опилок или ржаного сена, на одном контрольном участке проводилась ручная прополка, на другом — удаление сорняков не проводилось.

Согласно результатам исследования, наименьшее количество сорных растений и наибольший урожай были отмечены на контрольном участке, который пропалывался вручную.

На участках с соей добавление опилок в почву привело к отсутствию роста сорняков и второму по величине урожаю, возможно, потому, что соя сама фиксирует азот.

Напротив, добавление ржаного сена привело к наибольшему росту сорняков, вероятно, потому, что сено содержит собственный азот. На второй год исследований количество сорняков превзошло культуру.

Что касается кукурузы, то обработка опилками подавляла рост сорных растений, но не так сильно, как на полях сои. Ученые полагают, это может быть связано с тем, что в ходе эксперимента проводили удобрение полей кукурузы, поскольку кукуруза не может самостоятельно фиксировать азот. Добавление азота могло привести к большему росту сорняков на поле кукурузы, чем на соевом поле.

Как и в случае с соей, добавление ржаного сена привело к наибольшему росту сорняков на кукурузных полях, но также привело к наибольшему росту урожая биомассы в первый год исследований. Причиной такого результата может быть азот, содержащийся во ржи, который так необходим кукурузе.

Что касается микроорганизмов, то обработка опилками и ржаным сеном привела к увеличению их количества (измеряемому по уровню дыхания) как на кукурузных, так и на соевых полях.

Данное исследование открывает новый способ контроля сорной растительности без ущерба для людей, животных и окружающей среды.

Важной составляющей получения высокого и качественного урожая является здоровый семенной материал, свободный от возбудителей болезней и семян сорных растений. Фитопатогенные микроорганизмы, передающиеся семенами, могут стать причиной гибели или ухудшения качества растений. Изучение карантинных и других экономически значимых сорных растений и микроорганизмов, распространяющихся семенами, а также разработку методов их диагностики проводят в научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР»).

Источник: Maria A. Gannett et al, Soil C:N impacts on soil biological health and consequences on weed control in soybean and corn systems, Weed Science (2024). DOI: 10.1017/wsc.2024.17