Пакеты из банановых волокон позволяют обходиться без пестицидов при посадке картофеля

Картофель

Низкотехнологичный подход при посадке картофеля может в пять раз увеличить урожайность и сократить потребность в почвенных пестицидах.

Картофельная цистообразующая нематода – хитрый вредитель. Эти микроскопические черви извиваются в почве, проникая в корни молодых растений картофеля и снижая урожай до 70%. От них очень сложно избавиться: яйца защищены внутри тела матери, которое в конце жизненного цикла затвердевает, образуя твердую кисту. Защитная оболочка препятствует разрушению яиц внутри неё и может годами находиться в почве в режиме ожидания.

Теперь исследователи показали, что простой мешочек из бумаги, сделанный из волокон бананового дерева, препятствует рождению цистообразующих нематод и не позволяет им найти корни картофеля. Новый метод увеличил урожайность в пять раз в ходе испытаний на небольших фермерах в Кении, где недавно был обнаружен вредитель, и это может значительно снизить потребность в пестицидах. Метод должен принести пользу и другим культурам.

«Это важная работа», — говорит Грэм Тиле, директор по исследованиям Международного центра картофеля, который не участвовал в исследовании. Но предстоит еще много сделать, чтобы превратить это из хорошего открытия в реальное решение для фермеров в Восточной Африке.

Почвенные нематоды угроза для многих видов сельскохозяйственных культур. Для картофеля золотистая нематода представляет собой действительно серьёзную проблему. Растения с зараженными, поврежденными корнями имеют желтоватые, увядающие листья. Их картофель мельче и часто покрыт повреждениями, поэтому его нельзя продать. В странах с умеренным климатом с червями можно бороться, чередуя картофель с другими культурами, опрыскивая почву пестицидами и высаживая сорта, устойчивые к инфекции.

Эти подходы пока не применимы во многих развивающихся странах, отчасти потому, что пестициды дороги, а устойчивые сорта картофеля не подходят для тропического климата. Кроме того, мелкие фермеры, которые могут неплохо зарабатывать на продаже картофеля, часто неохотно чередуют свои посевы с менее ценными культурами.

В Кении картофельная цистообразующая нематода расширила свой ареал и процветает. «Плотность нематод невероятно высока», — говорит Дэнни Койн, эксперт по нематодам из Международного института тропического сельского хозяйства. Это приводит к дополнительной проблеме потери биоразнообразия: фермеры, выращивающие картофель, вырубают леса, чтобы создать новые поля, свободные от нематод.

Идея о том, что банановая бумага может помочь фермерам избавить почву от нематод, возникла более 10 лет назад. Исследователи из Университета штата Северная Каролина искали способ помочь фермерам в развивающихся странах безопасно доставлять небольшие дозы пестицидов. Они экспериментировали с различными материалами и обнаружили, что лучше всего «работает» бумага, сделанная из банановых растений. Их трубчатые пористые волокна медленно выделяют пестициды в почву в течение нескольких недель, прежде чем разрушатся. К тому времени растение достаточно развилось, так что даже если оно и заразится, у него уже будет здоровая корневая система.

В полевых испытаниях исследователи добавили в бумагу абамектин, пестицид, убивающий нематод. Они также посадили картофель в банановую бумагу без абамектина в качестве контроля. К их удивлению, эти растения росли почти так же хорошо, как растения с пестицидами. Койн упомянул об этом загадочном результате коллеге, экологу-химику по имени Болдуин Торто, изучающему взаимодействие между вредителями и растениями в Международном центре физиологии и экологии насекомых. «Это действительно захватывающе», — вспоминает Торто.

Разложение картофельной обертки из банановых волокон в почве в течение 8 недель.

Обертывание картофеля в бумагу с банановыми волокнами

Полевое исследование. Посадка картофеля в бумаге с банановыми волокнами.

Вместе с Джульеттой Очола, теперь аспиранткой штата Северная Каролина, Торто разработал несколько экспериментов, чтобы выяснить, что происходит. Дуэт обнаружил, что банановая бумага содержит ключевые соединения, выделяемые корнями молодых растений картофеля, некоторые из которых привлекают почвенные микробы, приносящие пользу растению. Нематоды также научились замечать эти соединения. Некоторые, такие как α-Хаконин, являются сигналом для вылупления яиц нематод. «Если многие из них вылупятся одновременно, они смогут вскрыть кисты», — говорит Очола. После вылупления молодые нематоды чувствуют соединения и используют их для поиска молодых корней картофеля.

Эксперимент с посадкой картофеля в бумажной обертке с банановыми волокнами

Проникновение корней через буженную обертку через 6 недель после посадки

Волокна банана поглощают 94% соединений, обнаружили Охола и его коллеги. Когда они подвергали яйца нематод воздействию экссудата с помощью бумаги, процент вылупления снизился на 85%, сообщает команда сегодня в журнале Nature Sustainability. Другие эксперименты показали, что вылупившиеся нематоды с гораздо меньшей вероятностью смогут найти корни картофеля, в обертке из бумаги содержащей банановые волокна.

Разложение банановой обертки картофеля (эксперимент)

Начиная с восьмой недели процесс разложения бумаги находится на завершающей стадии.

На зараженных нематодами полях в Кении, Койн и его коллеги показали, что посадка картофеля, завернутого в простую банановую бумагу, утроила урожай по сравнению с посадкой без бумаги. Крошечная доза абамектина в бумаге — всего пять тысячных от того, что обычно распыляют на почву — увеличила урожай еще на 50%. Предположительно, любые нематоды, попавшие на картофель, были убиты абамектином.

Теперь исследователи выясняют, как доставить бумагу для обертывания и выращивания картофеля фермерам в Восточной Африке. Банановые плантации в Кении и близлежащих странах могли бы поставлять волокна, которые теперь выбрасываются как отходы. Производители бумаги могли делать такие пакеты. По мнению Койна, самой большой проблемой будет убедить фермеров купить бумагу впервые.

По словам исследователей, как только фермеры попробуют новинку, они поймут, что этим легко пользоваться. «Это просто обернуть и посадить», — говорит Очола. Просто, да, но упаковка большого количества картофеля все равно будет трудоемкой, отмечает Изабель Консейсао, эксперт по нематодам из Университета Коимбры. По ее словам, если будет разработана машина для обертывания картофеля, возможно, этот подход будет применим и на крупных фермах, использующих механические сеялки.

Между тем, Койн и его коллеги говорят, что у них есть обнадеживающие результаты испытаний с другими клубнеплодными культурами, такими как батат и сладкий картофель. Он также надеется, что многие виды овощей, посаженные семенами или рассадой, можно защитить от почвенных вредителей и патогенов с помощью небольших горшков или поддонов, сделанных из бананового волокна, пропитанных различными добавками.

Привлекательность естественна: банановая бумага — это биоразлагаемый продукт, переработанный из отходов, и он может помочь защитить как фермеров, так и окружающую среду.

Ссылка на исследование в тексте статьи.

Читайте также: