Инокуляция почвы микоризными грибами может увеличить урожайность растений до 40%
Грибы были смешаны с почвой перед посевом на 800 пробных участках на 54 кукурузных фермах в северной и восточной Швейцарии.
Сельскохозяйственные угодья часто содержат множество патогенов, которые поражают растения и снижают урожайность. Швейцарская исследовательская группа показала, что инокуляция (введение живых микроорганизмов) почвы микоризными грибами может помочь сохранить или даже повысить урожайность без использования дополнительных удобрений или пестицидов.
В крупномасштабных полевых испытаниях урожайность растений увеличилась до 40%.
Интенсивное использование удобрений и пестицидов на полях сокращает биоразнообразие и загрязняет окружающую среду. Поэтому существует большой интерес к поиску устойчивых способов защиты урожая без использования сельскохозяйственных химикатов.
Одним из примеров альтернативных биологических препаратов являются микоризные грибы (растут на корнях), полезные организмы, помогающие растениям усваивать питательные вещества.
Команда исследователей из университетов Цюриха и Базеля, Agroscope и Научно-исследовательского института органического сельского хозяйства (FiBL) впервые в больших масштабах продемонстрировала, что применение микоризных грибов в полевых условиях работает.
Грибы были смешаны с почвой перед посевом на 800 пробных участках на 54 кукурузных фермах в северной и восточной Швейцарии.
«На четверти участков микоризные грибы позволили повысить урожайность на 40%. Это колоссально», — говорит руководитель исследования Марсель ван дер Хейден, почвенный эколог из Цюрихского университета и компании Asgroscope.
Но есть загвоздка: на трети участков урожайность не выросла, а иногда даже снизилась. Исследовательская группа изначально не могла объяснить, почему это произошло.
Патогены в почве
В поисках причины исследователи проанализировали различные химические, физические и биологические свойства почвы, включая биоразнообразие почвенных микробов.
«Мы обнаружили, что прививка действовала лучше всего, когда в почве уже было много грибковых патогенов», — говорят ученые. «Микоризные грибы действуют как своего рода защитный щит от болезнетворных микроорганизмов в почве, которые могут ослабить растения».
В результате нормальную урожайность можно сохранить на полях, где без микоризных грибов были бы большие потери. Напротив, микоризные грибы оказывали лишь незначительное влияние на поля, не зараженные патогенами.
«Растения там и так сильные и прекрасно растут. Использование микоризных грибов в таких случаях не приносит дополнительной пользы», — говорит Наташа Боденхаузен из НИИ органического сельского хозяйства (FiBL).
Цель исследования заключалась в том, чтобы иметь возможность прогнозировать условия, при которых действует микоризная инокуляция.
«Имея всего лишь несколько показателей почвы — в основном почвенные грибы — мы смогли предсказать успех инокуляции на девяти из 10 полей и, таким образом, могли предсказать урожайность даже до начала полевого сезона», — говорят ученые.
«Такая предсказуемость позволяет целенаправленно использовать грибы на тех полях, где они будут работать. Это решающий элемент для превращения подобных технологий в надежный сельскохозяйственный метод».
Все еще необходимы дальнейшие исследования, чтобы найти самый простой способ распространения грибов на большие территории. Тем не менее, «результаты этого полевого испытания представляют собой большой шаг на пути к более устойчивому сельскому хозяйству», заключает Марсель ван дер Хейден.
Работа опубликована в журнале Nature Microbiology.