Группа исследователей из Манитобы добилась успеха, используя биофумигацию горчицей для избавления полей от вертициллезного увядания.
Примечание редактора: это интервью отредактировано для большей ясности.
Спад Смарт (SS): Что такое биофумигация?
Хайдер Аббас (HA): Биофумигация — это подавление почвенных вредителей и болезней за счет использования растений, которые производят ингибирующие химические вещества. В большинстве случаев эти биохимические растения измельчают и заделывают в почву, чтобы они могли высвободить свое ингибирующее химическое вещество. Горчица является хорошо изученным биофумигантом.
Горчица и большинство других растений семейства крестоцветных производят химические вещества, называемые глюкозинолатами. Когда глюкозинолаты вступают в контакт с водой и ферментами, содержащимися в растительных клетках, они трансформируются в другую группу соединений, называемых изотиоцианатами. И именно эти изотиоцианаты придают горчице ее способность к биофумигации. Теоретически, с увеличением уровня производства биомассы глюкозинолата, уровни также увеличиваются в биофумигантной культуре.
Говоря о борьбе с почвенными вредителями с помощью процесса биофумигации, было показано, что горчица борется с различными почвенными вредителями. К ним относятся вертициллезная ризоктония, фузариоз, питиум, склеротиния, парша обыкновенная и ряд нематод. Использование горчицы в качестве биоумиганта также показало снижение вреда, причиняемого проволочниками.
SS: Как горчица работает как биофумигант?
При использовании горчицы или любой другой культуры в качестве биофумиганта важно знать целевого вредителя и его жизненный цикл. Биофумигантные культуры следует заделывать, когда вредитель присутствует в верхнем слое почвы, то есть на глубине от 15 до 20 сантиметров. Даты посева следует планировать соответствующим образом, чтобы культура имела максимальную биомассу во время заделки.
Нормы высева должны основываться на вредителе, на которого вы нацелены — горчицу следует высевать примерно за 60 дней до того, как вредитель появится на поле. Таким образом, вы должны действительно знать свое поле, так как много горчицы должно быть внесено в почву, прежде чем в горчице начнется производство семян. Нормы высева следует планировать соответствующим образом, чтобы культура достигла максимальной биомассы во время заделки. И в зависимости от сорта и условий выращивания для достижения максимального производства биомассы требуется от 60 до 70 дней. Сорта горчицы также очень важны в этом отношении.
SS: Какие виды горчицы использовались для биофумигации в Манитобе?
ГА: Горчица существует во многих разновидностях, но не все разновидности одинаково эффективны, когда речь идет о процессе биофумигации. Некоторые сорта горчицы производят больше глюкозинолатов по сравнению с другими. На самом деле, некоторые сорта были выведены исключительно с целью биофумигации. Например, Caliente Rojo — это сорт, выведенный для целей биофумигации. Caliente Rojo быстро растет и обычно используется весной или в конце лета и выращивается специально для биофумигации, так как содержит очень высокий уровень глюкозинолатов.
В MCDC, Центре диверсификации сельскохозяйственных культур Манитобы, мы протестировали четыре сорта горчицы, включая Caliente Rojo, AC Vulcan, Andante, AAC Brown 18.
SS: Каковы наилучшие методы использования биофумигации в качестве профилактики заболеваний?
ГА: Для достижения наилучших результатов pH почвы должен быть выше 5.5. Если на поле pH ниже 5.5, процесс биофумигации может оказаться неудачным. Для оптимальных результатов pH почвы должен быть как можно ближе. В дополнение к ключу к успешной биофумигации, удобрения также очень важны для производства биомассы, а сера имеет решающее значение для производства глюкозинолатов. Азот вносится в зависимости от истории питательных веществ на поле, а норма внесения серы должна быть скорректирована в зависимости от выбранной нормы азота в соотношении шесть к одному.
Управление всеми этими факторами успешно помогает увеличить производство биомассы, что также повышает уровень глюкозинолата в урожае горчицы. Не будет ошибкой сказать, что биомасса и глюкозинолаты являются фундаментальными факторами успеха биофумигации. Орошение также является еще одним фактором для достижения наилучших результатов, горчице требуется от восьми до девяти дюймов воды — примерно половина от четырех до пяти дюймов требуется в течение первого месяца, чтобы поддерживать грядку влажной.
SS: Как работает регистрация?
ГА: Завершающим этапом этого процесса является заделка почвы. Несколько соображений должны быть приняты во внимание при включении урожая горчицы в почву. И посевы горчицы следует заделывать в почву до того, как она достигнет полного цветения. Процесс заделки следует проводить, когда почва имеет хороший уровень влажности, и не вносить горчицу, когда почва сухая. Это также ключ к успешной цели биокоммуникации.
Горчицу необходимо вносить сразу после скашивания, 80 процентов фумигантного газа высвобождается в первые 20 минут после скашивания, а после внесения pH необходимо укатывать и утрамбовывать, чтобы улавливать фумигантный газ в почве. Наконец, как только процесс внесения будет завершен, оставьте поле нетронутым как минимум на 14 дней, чтобы убедиться, что весь растительный материал может быть разрушен.
SS: Почему биофумиганты специфичны для региона?
ЗФ: Не все эти горчицы обладают эквивалентным потенциалом биофумигации, когда речь идет о вертициллезном увядании или борьбе с любыми другими специфическими вредителями или патогенами, которые пытаются уничтожить. И даже в тех случаях, когда вы пытаетесь бороться с вертициллезным увяданием, у вас есть, например, сорта Caliente Rojo, вы получили правильную горчицу, но если вы примените неправильный метод, это приведет к неудачной биофумигации.
В разговорах, которые я вел о биофумигации горчицы в Манитобе в 17 и 18 годах, когда производители экспериментировали самостоятельно, первоначальные результаты были разочаровывающими, и они не думали, что это работает. Проблемой оказалась ситуация с правильной горчицей и неправильным методом, из-за которых процесс не смог перейти финишную черту. Таким образом, важно, чтобы вы соединили их, и именно здесь становится критически важным убедиться, что горчица и метод действительно были экспериментально проверены в вашем регионе.
Есть немало людей, которые пробовали биофумигацию горчицей в других провинциях с разными результатами. Важно принять во внимание их соображения относительно некоторых из этих местных адаптаций. Мы начали с протокола биофумигации из США с Caliente Rojo. Этот протокол сам по себе изначально был разработан в Италии и адаптирован для США, поэтому вполне логично, что нам пришлось внести дополнительные изменения, чтобы добиться успеха в Манитобе. Я ожидаю, что другим регионам придется внести аналогичные изменения.
SS: Зачем нужен полив?
ЗФ: Нам действительно нужно орошать Кальенте, чтобы получить большую биомассу, при этом за два месяца было высажено более восьми или девяти дюймов. Обычно в первый месяц вносят от четырех до пяти дюймов, чтобы семенное ложе оставалось влажным. Некоторые производители избегают дополнительного орошения при ранней посадке вместо посадки в конце июля, чтобы семенное ложе оставалось влажным с меньшим количеством воды.
Тем не менее, в разговорах с производителями по всей Манитобе редко бывает, чтобы у них были специальные пивовары. Итак, необходимость орошение действительно было ахиллесовой пятой всего процесса, который является частью того, что привело к тому, что Хайдер и я разделили проект на несколько разных идей, которые мы вместе изучаем в данный момент.
Один фрагмент исследует, что мы можем сделать с засушливыми землями Caliente Rojo — есть ли другие преимущества биофумигации, которые можно изучить? Другой фрагмент поясняет, способны ли поля Калиенте Рохо с большей биомассой добиться контроля над вертициллезным увяданием. На третьем фрагменте мы с Хайдером изучаем, способны ли другие виды горчицы управлять вертициллезом при выращивании на засушливых землях.
