Экологи обнаружили, что совместное выращивание некоторых сельскохозяйственных культур снижает ущерб, который этим растениям могут нанести вредители. Особенно от союза выигрывают фасоль, кукуруза и тыква. Ученые также выявили факторы, влияющие на пользу совмещения других растений. Об этом они рассказали на конференции Американского экологического общества в Лос-Анджелесе, сообщает портал журнала Science.
Тысячелетиями фермеры в Мексике и некоторых частях Центральной Америки пользуются особой системой выращивания сельскохозяйственных культур под названием «милпа». Эту технику применяли еще древние майя, чтобы повысить урожайность. Состоит она в смешении культур трех видов, «трех сестер»: кукурузы, фасоли и тыквы.
Древние народы этого региона пришли к такой методике опытным путем, однако современные ученые тоже теоретически могут найти в ней плюсы. Фасоль удерживает азот в почве, обогащая им остальные растения; кукурузные стебли выступают в роли опоры для фасоли — по ним разрастаются бобы; тыква стелется по земле и своими огромными листьями затеняет поверхность, благодаря чему снижает испарение и удерживает влагу в земле. Кроме того, такой метод помогает сдерживать рост сорняков. Ученые обнаружили еще одно достоинство взаимного сотрудничества культур: оно помогает снизить ущерб от вредителей.
Группа ученых представила новое исследование на ежегодном собрании Американского экологического общества в Лос-Анджелесе. В своей работе они доказали, что каждый вид из «трех сестер» естественным образом привлекает определенный набор врагов вредителей, помогая собрать огромную «армию» защитников.
Три года назад научная группа начала выращивать эти три культуры на экспериментальных полях в Оахаке (Мексика) по отдельности, парами и трио. Они отслеживали ущерб, наносимый растениям вредителями, и классифицировали членистоногих на каждом участке как вредителей (например, гусениц) или естественных врагов вредителей (например, наездников — паразитических ос). Анализ подтвердил эффективность смешанных посадок.
В новом исследовании агрономы выращивали кукурузу в лаборатории и собирали летучие химические вещества, выделяемые растениями, когда на них нападали походные, или ратные, черви — личинки плодовых комариков. Запахи этих веществ могут стимулировать увеличение токсинов против травоядных животных в неповрежденных частях растения и в другой кукурузе поблизости. Эти сигналы также вызывают реакцию в соседних растениях фасоли: они увеличивают концентрацию и количество сахара в нектаре, который фасоль вырабатывает в крошечных железах под листьями. Команда обнаружила, что эти «внецветковые нектарники» привлекают большое количество муравьев и ос, которые поедают гусениц. Таким образом, осы и муравьи защищали и бобовые, и кукурузу.
Другое исследование показало, что совместная посадка разных с генетической точки зрения томатов защищает их от вредителей только в том случае, если набор сортов производит правильную смесь летучих химических веществ. Это говорит о том, что не все комбинации растений сочетаются так же успешно, как «три сестры». Итог смешивания культур зависит от многих факторов, таких как размер участка и количество видов вредителей, поедаемых растениями. Самая большая проблема — это понимание связи между этими признаками и поведением насекомых.
Ученые исследовали эту связь. В своем эксперименте они посадили группы из четырех растений томата, состоящих из одного — четырех сортов, на открытых участках. Для каждого набора они подсчитывали вредителей, которые посещали участки для еды, и членистоногих, которые на них охотились. Они выяснили, что само по себе разнообразие не имеет большого значения. Ключевыми факторами оказались тип и концентрация определенных летучих соединений, вырабатываемых растениями.
Соединения, называемые терпеноидами, оказывают большое влияние на травоядных и хищников, но только некоторые их комбинации были полезны. Томаты, вырабатывающие большое количество простых терпеноидов, называемых монотерпенами, привлекали меньше травоядных и больше хищников, чем сорта, вырабатывающие более сложные терпеноиды. Защитный эффект распространялся на другие растения томатов на том же участке. В будущем результаты исследований могут помочь фермерам сократить использование химических пестицидов при защите своего урожая.
Автор: Екатерина Новикова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
