Боротьба з ґрунтовими "гангстерами" стає необхідністю в АПК
Інтенсивне землеробство порушує здоров'я ґрунту і створює середовище для розмноження патогенів, але це все ще можна виправити.
Про це розповідає, цитуючи експертів, Клайв Куксон у статті, опублікованій на порталі www.ft.com.
Енді Ніл, мікробіолог ґрунту з Rothamsted Research у Великобританії, оцінив результати довгострокового експерименту, який порівнює вплив різних методів землеробства протягом 60 років, який проводиться в Хартфордширі.
Дослідження показали, що перетворення пасовищ в орні угіддя мікробні спільноти.
"Через втручання людини ґрунтові спільноти стають менш стійкими до появи патогенів. Це мікробний еквівалент раю для гангстерів",- говорить він.
Є три великі групи мікробів-гриби, бактерії і менш відомі археї, - які домінують в екології ґрунтів у всьому світі. Їх відносна кількість і поведінка впливають не тільки на структуру ґрунту, але і на те, як рослини отримують необхідні елементи, наприклад, азот і фосфор. Краще розуміння цих процесів може дозволити фермерам скоротити застосування синтетичних добрив, відповідальних за викид парникових газів і забруднення води.
Вчені з'ясували, що мікоризні гриби, які ростуть разом з корінням рослин, особливо вразливі для інтенсивних методів ведення сільського господарства. Джайлс Олдройд, професор рослинництва в Кембриджському університеті, закликає фермерів оцінити "широту і щільність грибної «павутини», яка обплутує коріння рослин в ґрунті".
«Внесення великої кількості неорганічних добрив шкідливо для цих грибів, - говорить Олдройд. - Ми шукаємо способи впровадити грибні мережі, де рослини утворюють асоціації з корисними грибами, які проникають в коріння рослин і доставляють азот і фосфор, в наші системи землеробства, забезпечуючи шлях для збереження ґрунту і зниження потреби в добривах».
Інший експеримент, який вивчає довгострокові ефекти різних систем землеробства, проводиться протягом 20 років в Канаді, в Вудслі, Онтаріо. Вчені з Державного департаменту Agriculture and Agri-Food Canada оцінюють біологічну активність в ґрунті шляхом вимірювання ферментів, що беруть участь в циклах поживних речовин, що містять вуглець, азот, фосфор і сірку, а також безпосередньо шукають різні мікроби.
Канадські експерти виявили найздоровіші ґрунти під багаторічними травами з різноманітними мікробними спільнотами та гарною біологічною активністю. Поля, де вирощували бобові рослини, теж були здоровими, але - що, можливо, дивно-посіви сої були гіршими для ґрунту, ніж кукурудза.
"Багато людей припускають, що, оскільки соя є бобовим, а бобові рослини забезпечують свій власний азот за рахунок азотфіксації, соя повинна бути корисною для ґрунту", - говорить Лорі Філліпс, одна з вчених, які проводять експеримент. Проблема, за її словами, в тому, що у бобових " крихітні коріння, які дуже швидко розкладаються, залишаючи в ньому дуже мало придатного для використання азоту".
Бобові не витягують азот безпосередньо з повітря. Замість цього вони використовують на своїх коренях симбіотичні бактерії - вони перетворюють азот в нітрати, які можуть поглинатися корінням рослин. З самого початку досліджень в області генної інженерії сільськогосподарських культур в 1980-х роках вчені говорили про передачу цієї азотфіксуючої здатності бактерій до зернових та інших культур - тоді для отримання хорошого врожаю буде потрібно набагато менше добрив. Але процес виявився більш складним, ніж вони спочатку розраховували.
"Першому поколінню ГМ-культур був переданий тільки один ген, щоб зробити їх стійкими до гербіцидів або комах, - пояснює Олдройд. - Для фіксації азоту задіяна велика кількість генів, але я думаю, що ми доб'ємося цього, до чого я особисто докладу зусиль, в запасі у мене 20 років трудової практики".
Тим часом, за словами Лорі Філліпс "Легше працювати з рослиною та його мікробіомом, ніж змінювати саму рослину". Практика ведення сільського господарства може поліпшити здоров'я мікробіома ґрунту-наприклад, внесення багатих вуглецем гною і овочевої мульчі замість неорганічних добрив і мінімальне порушення ґрунтового покриву шляхом висіву насіння безпосередньо в землю, уникаючи оранки.
За словами Ніла, додавання органічного вуглецю покращує дрібнозернисту структуру ґрунту-особливо пори, через які проходить кисень, необхідний для аеробних мікробів.
Інший метод-нанесення корисних бактерій безпосередньо на насіння перед їх посадкою.
Каліфорнійський стартап Pivot Bio вже залучив понад 600 мільйонів доларів на комерціалізацію нового покоління азотфіксуючих мікробів, вони вносяться в кукурудзу або пшеницю, що знижує потребу в синтетичних добривах.
"Я засмучений, що дебати про виробництво продуктів харчування поляризувалися між технологіями та органічними продуктами, - зазначає Олдройд. - Я вважаю, що система землеробства, яка може принести користь населенню і планеті, буде поєднувати в собі найкраще з усіх практик: стійку агрономію, інтегровану з технологіями, необхідними для досягнення продуктивності".
Він підкреслив, що саме незліченні трильйони мікробів, які допомагають підтримувати урожай у світі, будуть відігравати ключову роль у підвищенні продуктивності АПК в майбутньому при мінімізації викидів парникових газів і більш щадному впливі на навколишнє середовище.
Також читайте:
- Ген для найкращого пшеничного тіста знайдений у стародавніх зразках дикої козячої трави
- Дослідники створюють біопластик з шкірки помідорів
- Вчені виявили інсектицидний ефект наночастинок оксиду цинку проти кукурудзяної листяної совки
- Селекціонери створять нові сорти сільськогосподарських культур, стійких до зміни клімату