Естафетне поєднання твердої пшениці і сочевиці-досвід Італії
Естафетне поєднання культур вважається цінною агроекологічною практикою для підвищення і стабілізації врожайності, забезпечуючи при цьому надання декількох екосистемних послуг, а також стійкість до мінливих кліматичних умов. Проте, фермери як і раніше неохоче використовують методи суміщення культур, оскільки існує величезна прогалина в знаннях про терміни посіву, норми висіву, щільності насаджень і виборі сорту. Але їм доведеться навчитися працювати по-новому, вважають експерти.
В органічному землеробстві культурні рослини намагаються допомогти один одному, так чому б використовувати цю зелену взаємовиручку на благо всієї землі? Задалися таким питанням дослідники з групи агроекології Інституту наук про життя, Піза, і разом з колегами Департаменту сільського господарства, продовольства і навколишнього середовища Пізанського університету знайшли відповідь!
Своїми висновками вчені поділилися в статті, опублікованій в журналі Agronomy 2022, на порталі MDPI.
У глобальному масштабі необхідно вирішувати проблему продовольчої безпеки в умовах скорочення загальної площі орних земель, зростання чисельності населення і попиту на продукти харчування. Завдання ускладнюється з урахуванням контролю викиду парникових газів і підтримки стійкості екосистем.
Естафетне поєднання-агроекологічна практика, яка дозволяє вирощувати дві і більше взаємодоповнюючих культур, особливо в органічних системах землеробства.
В Італії продуктивність твердої пшениці і якість врожаю значно різняться рік до року, в основному, через нестійкі опади. Коливання врожайності ще більше посилюються впливом мінливих середземноморських кліматичних умов, що ставить під сумнів економічну життєздатність і стійкість монокультури твердої пшениці.
Диверсифікація вирощування твердої пшениці за рахунок включення бобових, таких як сочевиця, могла б принести ряд вигод. По-перше, фінансову. У Європі зростає споживчий попит на сочевицю, але її виробництво в Італії залишається низьким.
Різна фенологія і морфологія культур твердої пшениці і сочевиці забезпечують простір для максимізації надземних міжвидових взаємодій у використанні світла і простору на рівні полога - для боротьби з бур'янами, а також для посилення підземних взаємодій з точки зору поживних речовин.
Більш того, спільне вирощування злаків з бобовими сприяє утворенню бульбочок у бобових, підвищуючи азотфіксацію, і виділенню алелопатичних сполук для конкуренції з бур'янами.
Таким чином, збільшення різноманітності видів рослин з додатковими функціональними ознаками за рахунок естафетного суміщення культур являє собою цікаву можливість оптимізації виробництва.
Було показано, що поєднання зернових і бобових підвищує рентабельність, збільшує поглинання азоту і фосфору зерновими і концентрацію білка в зерні, забезпечує фізичну підтримку кучерявим бобовим культурам, тим самим зменшуючи вилягання, збагачує ґрунт азотом і скорочує використання синтетичних добрив і викиди парникових газів.
Слід зазначити, сучасне поєднання культур може бути неприйнятним у певних геокліматичних районах через чутливість до температури та біологічний цикл двох культур.
Однак, середземноморський клімат дозволяє сіяти озиму тверду пшеницю в жовтні-грудні, з подальшим естафетним посівом сочевиці в лютому-березні кожного сезону.
Ці дві культури досягають зрілості майже в один і той же час (на початку літа), що дозволяє поєднувати механічне прибирання і сепарацію.
У першому трирічному експерименті відкритого поля з естафетного поєднання твердої пшениці і сочевиці, яке проводилися в міжвідомчому центрі агроекологічних досліджень Енріко Аванці (CiRAA) Пізанського університету, було вирішено імітувати систему з низькими витратами без використання хімічних добрив і пестицидів.
Передпосівна підготовка включала відвальну оранку на глибину 25 см з подальшим неглибоким (на глибину 10 см) дисковим боронуванням.
Вчені порівнювали різні типи насаджень (монокультурні і міжкультурні) і цільову щільність рослин (висока — 100% проти низької — 33% щільності твердої пшениці при 100% постійної щільності сочевиці) на агрономічні показники і конкурентоспроможність культури.
«Ми перевірили чотири гіпотези: (i) естафетне поєднання культур підвищить загальну продуктивність культури, більшою мірою в системі з менш щільним поєднанням культур; (ii) зниження щільності пшениці до 33% при суміщенні культур знизить конкуренцію пшениці за виробництво сочевиці порівняно з проміжними посівами твердої пшениці високої щільності, зберігаючи при цьому очікувані екосистемні послуги поєднання культур; (iii) включення сочевиці у вже вирощену тверду пшеницю підвищить поглинання фосфору твердою пшеницею; і (iv) включення твердої пшениці в проміжні культури створить сприятливу мікросередовище, яка підвищить конкурентоспроможність сочевиці по відношенню до бур'янів, тим самим максимізуючи її продуктивність. - Пишуть автори.
Результати показали, що проміжний посів збільшив врожайність зерна в порівнянні з монокультурою: значно (p< 0,0001) порівняно з обома монокультурами в 2021 році, і незначно в порівнянні з твердою пшеницею в 2019 і 2020 рр.
Перевага в врожайності в обох системах суміщення культур коливалася від 164 до 648%.
Конкурентоспроможність твердої пшениці була вищою у 2019 та 2021 роках, тоді як сочевиця була найбільш конкурентоспроможним компонентом у 2020 році.
Поєднання культур сприяло накопиченню фосфору в пагонах твердої пшениці. У 2020 і 2021 роках не було різниці в врожайності зерна обох культур між високо - і низькощільними системами. Обидві стратегії виявилися настільки ж ефективними, як механічне розпушування, в боротьбі з бур'янами і корисними для стабілізації врожайності сочевиці.
У цьому дослідженні ми спостерігали тенденцію до збільшення концентрації фосфору в пагонах твердих сортів пшениці, зібраних в естафетній посадці, на стадії цвітіння, що відповідало нашій третій гіпотезі.
Однак тенденція до зниження концентрації фосфору спостерігалася в посівах сочевиці. Це говорить про те, що сочевиця, ймовірно, сприяла доступності фосфору для використання супутньої твердої пшениці.
Бобові в симбіотичній асоціації з ризобіями можуть біологічно фіксувати атмосферний N 2 в ризосфері і ділитися до 15% азоту зі злаками, в той же час модулюючи доступність і розподіл фосфору за рахунок посиленого мікробного і додаткового обміну через радикальні біохімічні мережі.
Можливо, широко переплетені кореневі і гіфальні комплекси мікоризною забезпечують розширену площу поверхні кореня, з якої може відбуватися обмін поживними речовинами. Результати дослідження також підтверджуються даними інших вчених, які відзначають: асиміляція фосфору і калію в проміжних культурах була вищою (43% P, 35% K), ніж у чистих насадженнях.
Згідно з гіпотезою iv, поєднання твердої пшениці та сочевиці в обох системах значно знизило біомасу бур'янів у порівнянні з єдиною культурою сочевиці. Листовий полог двох культур обмежив бур'янам доступ до світла. Крім того, алелопатичні кореневі ексудати, вироблені твердою пшеницею, могли сприяти пригніченню проростання бур'янів і уповільнення їх розвитку, таким чином, приносячи користь сочевиці.
P.S. На нашому сайті Ви можете переглянути перелік сортів, які зареєстровані в Україні, зокрема і сортів озимої пшениці. Також Ви можете переглянути оголошення щодо їх продажу або розмістити своє.
Також читайте: