Устойчивость к гербицидам: новая роль инсектицидов в проблеме сорняков

Применение инсектицидов для защиты урожая от вредных насекомых может непреднамеренно приводить к увеличению количества некоторых видов сорняков на полях. К такому выводу пришли исследователи из Университета штата Пенсильвания (Penn State) в ходе недавнего научного исследования.

В работе, результаты которой опубликованы в научном журнале PeerJ, сравнивались два подхода к использованию инсектицидов: превентивное внесение препаратов при посеве и интегрированная система защиты растений (IPM). Метод IPM предполагает применение инсектицидов только при реальном обнаружении проблемы с вредителями, достигшими определенного порога численности.

Ученые также изучали влияние использования покровных культур – растений, высеваемых для защиты почвы после сбора основного урожая, – в сочетании с разными стратегиями применения инсектицидов.

Результаты трехлетнего эксперимента показали, что на полях, где инсектициды применялись превентивно и отсутствовали покровные культуры, наблюдалось некоторое увеличение количества сорняков, особенно мелколепестника канадского (marestail). Однако высадка покровных культур успешно предотвращала эту проблему даже на участках, обработанных инсектицидами при посеве.

Джон Тукер, профессор энтомологии Колледжа сельскохозяйственных наук Penn State и один из авторов статьи, говорит, что исследователи пока не могут назвать точную причину таких результатов. Наиболее вероятным объяснением он считает то, что превентивное использование инсектицидов подавляет активность полезных насекомых, которые в естественных условиях питаются сорняками или их семенами, тем самым позволяя сорным растениям размножаться активнее.

Профессор Тукер добавляет, что эти выводы могут быть полезны аграриям при планировании стратегий управления своими полями. Он поясняет, что хотя превентивное использование гербицидов оправдано из-за повсеместного распространения сорняков, проблема с насекомыми-вредителями на ранних стадиях развития культур встречается реже, по крайней мере, в Пенсильвании.

Тукер отмечает, что постоянное использование инсектицидов при посеве не представляется оптимальным подходом в данном регионе. Приверженность принципам IPM подразумевает использование подходящих препаратов в нужное время для контроля конкретных вредителей. Такой подход, по его словам, также помогает снизить негативные последствия чрезмерного применения средств защиты растений.

Элизабет Роуэн, ведущий автор исследования и доцент Калифорнийского университета в Риверсайде, говорит, что полученные результаты особенно актуальны в свете растущей устойчивости сорняков к глифосату – широко используемому гербициду.

Она объясняет, что многие современные сорта сельскохозяйственных культур генетически модифицированы, чтобы выдерживать обработку гербицидами. Это позволяет фермерам использовать глифосат для борьбы с сорняками, не повреждая урожай. Однако такая практика неизбежно приводит к эволюции устойчивых к гербицидам сорняков, что значительно усложняет контроль над ними. Поэтому, по ее словам, наличие разнообразных стратегий управления сорняками приобретает критическое значение.

Роуэн указывает, что насекомые, такие как жуки, муравьи и сверчки, поедают семена сорняков и могут быть частью таких многогранных стратегий. Однако инсектициды, уничтожая вредителей, могут также негативно влиять на этих полезных насекомых, снижая их способность контролировать популяции сорных растений.

Исследование проводилось на экспериментальных участках с посевами кукурузы и сои в Аграрном исследовательском центре имени Рассела Э. Ларсона при Penn State. Каждый участок был отнесен к одному из трех вариантов обработки: превентивное применение инсектицидов при посеве, использование IPM-стратегии с применением инсектицидов только по необходимости, или полный отказ от инсектицидов. Для каждого варианта также тестировалось наличие или отсутствие покровных культур.

На протяжении трех лет ученые наблюдали за участками, фиксируя различные показатели, включая биомассу покровных культур, состояние сообществ хищных насекомых, уровень поедания семян сорняков, численность популяций сорняков и урожайность основных культур.

Профессор Тукер говорит, что исследование предоставляет доказательства ценности подхода IPM для сельхозпроизводителей, особенно для хозяйств с большими посевными площадями. Он отмечает, что из-за огромных размеров полей кукурузы и сои у фермеров часто возникает соблазн провести все обработки заранее, чтобы избежать необходимости повторного обследования полей. Однако, по его словам, данные исследования свидетельствуют о явных преимуществах регулярного осмотра полей для выявления проблем по мере их возникновения. Это позволяет избежать ненужного применения некоторых пестицидов, в частности, многих фунгицидов и инсектицидов.