Как севооборот помогает бороться с вредителями растений
Новая вычислительная модель показывает, как различные модели севооборота — посадка разных культур в разное время на одном и том же поле — могут влиять на долгосрочную урожайность, когда растения находятся под угрозой патогенных микроорганизмов. Институт эволюционной биологии им. Макса Планка в Германии представляют модель в вычислительной биологии PLOS .
Непрерывная эволюция растительных патогенов представляет угрозу для сельского хозяйства во всем мире. Предыдущие исследования показали, что севооборот может помочь улучшить борьбу с вредителями и улучшить качество почвы. Другие исследования показывают, что переключение среды, в которой растет патоген, может ограничить его размножение и изменить его эволюцию. Тем не менее, эти две концепции редко изучались вместе с эволюционной точки зрения.
Чтобы лучше понять, как севооборот может защитить от вредителей, ученые разработали вычислительную модель техники, которая объединяет эволюционную теорию. Они использовали модель, чтобы исследовать сценарий, в котором товарные культуры (выращиваемые для получения прибыли) и покровные культуры (выращиваемые для извлечения выгоды из почвы) чередуются, но подвержены воздействию патогена, который поражает только товарные культуры.
Анализ выявил, какие модели севооборота максимизируют урожайность урожая в течение нескольких десятилетий при данном сценарии, показывая, что регулярные севообороты, которые переключаются через год, могут быть неоптимальными. Полученные данные свидетельствуют о том, что долгосрочный результат севооборота зависит от его способности как поддерживать качество почвы, так и уменьшать нагрузку патогенными микроорганизмами в период уборки урожая.
«Наша модель является примером того, как эволюционная теория может дополнять знания фермеров», — говорит Барге-Рибера, работавшая над этим исследованием. «В мире с постоянно растущим спросом на продукты питания можно использовать экологические и эволюционные принципы для разработки стратегий, делающих сельское хозяйство эффективным и устойчивым».
Будущие исследования могут применить новую модель к конкретным видам для оценки характера севооборота для конкретных культур и их вредителей. Модель также может быть использована для изучения комбинированного воздействия севооборота и других методов борьбы с вредителями, таких как фунгициды и использование культур, которые были генетически модифицированы для устойчивости к вредителям.
Источник: www.sciencedaily.com
фото:
