Хімічні речовини з коренів кукурудзи впливають на врожайність пшениці

Коріння кукурудзи виділяє певні хімічні речовини, які впливають на якість ґрунту. На деяких полях цей ефект підвищує врожайність пшениці, висадженої після кукурудзи на тому ж ґрунті, більш ніж на 4 %. Це довели дослідники з Бернського університету. Попри те, що результати кількох польових експериментів показують, що ці ефекти дуже різноманітні, у довгостроковій перспективі вони можуть допомогти зробити вирощування зернових більш стійким без потреби внесення додаткових добрив чи пестицидів.

Рослини виробляють велику кількість спеціальних хімічних речовин. Деякі з них потрапляють у ґрунт і впливають на його якість. Це, у свою чергу, впливає на наступну рослину у сівозміні. Такий вплив поки що мало вивчений. Однак нещодавно дослідники з Інституту рослинництва (IPS) Бернського університету провели польові експерименти в цій області. Висновки їхніх досліджень, опублікованих у науковому журналі eLife, доводять, що спеціальні метаболіти з коренів рослини кукурудзи можуть сприяти збільшенню врожайності пшениці, висадженої після кукурудзи.

Як кореневі виділення кукурудзи впливають на пшеницю

На основі досліджень, проведених дослідниками з Інституту рослинництва (IPS) Бернського університету, доведено що бензоксазиноїди, природні хімічні речовини, які рослини кукурудзи виділяють через своє коріння, змінюють вплив мікроорганізмів у ґрунту на коріння і, таким чином, впливають на ріст наступних рослин, які ростуть у ґрунті. Зокрема, бензоксазиноїди покращували проростання та збільшували кущення, ріст і врожайність пшениці (на 4 %). І що важливо, збільшення врожаю за рахунок бензоксазиноїдів не мало жодного негативного впливу на якість зерна пшениці.

Специфічні метаболіти з коренів рослини кукурудзи можуть сприяти збільшенню врожайності пшениці, висіяної після кукурудзи

На додаток до збільшення врожаю спостерігалося також зниження рівня зараження деякими шкідниками. «Збільшення врожайності на 4 % може здатися не вражаючим, але воно все одно є значним, враховуючи те, наскільки важко стало підвищити врожайність пшениці без додаткових ресурсів», — пояснив Маттіас Ерб, професор біотичних взаємодій Інституту рослинництва з Базельського університету.

Рослинні хімічні речовини зберігаються в ґрунті

Щоб краще зрозуміти основний механізм такої взаємодії, дослідники провели низку аналізів ґрунту та коренів. Рослини, що виробляють бензоксазиноїди, накопичували ці хімічні речовини та продукти їхього розпаду в ґрунті поблизу своїх коренів. При цьому бензоксазиноїди змінювали склад бактерій і грибів біля коренів кукурудзи, але поживність ґрунту не змінилася. 

Бензоксазиноїди покращували проростання та збільшували кущення, ріст і врожайність пшениці на 4 %

Бензоксазиноїди також виявилися особливо стійкими в ґрунті. Ступінь прямого чи опосередкованого впливу бензоксазиноїдів через ґрунтові мікроорганізми на ріст пшениці та загальну врожайність буде предметом подальших досліджень.

За матеріалами https://doi.org/10.1038/s41467-018-05122-7