Химические вещества из корней кукурузы влияют на урожай пшеницы

Корни кукурузы выделяют определённые химические вещества, влияющие на качество почвы. На некоторых полях этот эффект увеличивает урожайность пшеницы, высаженной после кукурузы в той же почве, более чем на 4%. Это доказали исследователи из Бернского университета. Хотя результаты полевых экспериментов показывают, что эти эффекты сильно варьируются, в долгосрочной перспективе они могут помочь сделать выращивание зерновых более устойчивым без дополнительных удобрений или пестицидов.

Исследователи из Института наук о растениях (IPS) Бернского университета в ходе полевых экспериментов продемонстрировали, что специализированные метаболиты из корней кукурузы могут повышать урожайность последующей пшеницы в реальных сельскохозяйственных условиях.

Как химические вещества корней кукурузы влияют на пшеницу

Было известно, что так называемые бензоксазиноиды — природные химические вещества, которые растения кукурузы выделяют через корни, — меняют состав микроорганизмов в почве на корнях и влияют на рост последующих растений. Данное исследование проверило, происходят ли такие обратные связи «растение–почва» в реальных условиях.

В ходе двухлетнего полевого эксперимента сначала выращивали две линии кукурузы, только одна из которых выделяла бензоксазиноиды в почву. Затем на почвах с разным составом выращивали три сорта озимой пшеницы.

Было доказано, что выделение бензоксазиноидов улучшает всхожесть и увеличивает кущение, рост и урожайность.

Меньше вредителей, та же качество

Помимо увеличения урожая, наблюдался и более низкий уровень заражения некоторыми вредителями. «Увеличение урожайности на 4% может звучать не впечатляюще, но оно всё же значительно, учитывая, насколько сложно стало повышать урожайность пшеницы без дополнительных затрат», — пояснил руководитель исследования Маттиас Эрб.

Исследование также показало, что увеличение урожая за счёт бензоксазиноидов не оказывает негативного влияния на качество зерна пшеницы.

Растительные химические вещества сохраняются в почве

Анализы почвы и корней показали, что растения, производящие бензоксазиноиды, накапливают эти вещества и продукты их разложения в почве вблизи корней. Также подтвердилось, что бензоксазиноиды влияют на сообщество бактерий и грибов в корнях и на них. При этом питательные вещества почвы не изменялись. Бензоксазиноиды оказались особенно устойчивыми в почве.

Свойства почвы важны

Ещё один двухлетний полевой эксперимент на более неоднородном поле показал, что влияние бензоксазиноидов на рост и устойчивость пшеницы зависит от разного состава химических и микробных свойств почвы.

«Лучшее понимание влияния свойств почвы на обратные связи "растение–почва" имеет решающее значение для их будущего использования в устойчивом сельском хозяйстве», — объясняет Валентин Гфеллер.