Выкарыстанне гэтых фумігантаў для барацьбы з хваробамі, якія перадаюцца глебай, аказала станоўчы ўплыў на ўраджай па-за барацьбой з хваробамі. Агульная і таварная ўраджайнасць і набор клубняў былі вышэй на участках, апрацаваных любым фумігантам, чым яны былі на кантрольных участках без фумігацыі пры ўсіх правераных нормах азоту.
У паўночнаамерыканскім бульбаводстве хімічныя фуміганты, такія як метам натрый і хлорпікрын, часта выкарыстоўваюцца для барацьбы з хваробамі, якія перадаюцца глебай. Аднак такі падыход да падаўлення хваробы можа быць палкай аб двух канцах.
З аднаго боку, фумігацыя вельмі эфектыўная ў барацьбе з хваробамі, якія перадаюцца глебай, такімі як звычайная парша і ранняе адміранне бульбы, прынамсі на працягу аднаго вегетацыйнага перыяду. З меншай колькасцю патагенных мікраарганізмаў, якія перадаюцца ў глебе, расліны бульбы могуць развіць больш здаровую і надзейную каранёвую сістэму, дзякуючы чаму яны лепш захопліваюць пажыўныя рэчывы з глебы і зніжаюць патрабаванні да азоту. У якасці альтэрнатывы магчыма падаўленне хвароб, якія перадаюцца глебай Павышэнне патрабаванні да азоту за кошт павелічэння максімальнага ўраджаю, якога можа дасягнуць культура.
З іншага боку, глебавыя фуміганты аказваюць уплыў на мікробную супольнасць глебы, акрамя ўздзеяння на патагены. Напрыклад, было ўстаноўлена, што фуміганты зніжаюць хуткасць кругазвароту азоту ў глебе і дыхання мікробаў. Яны таксама могуць знізіць папуляцыю некаторых мікробаў, якія душаць хваробы, павялічваючы ступень, у якой вытворца павінен разлічваць на фумігацыю для кантролю патагенаў у будучыні. Карацей кажучы, хімічная фумігацыя глебы можа мець негатыўны ўплыў на здароўе глебы.
Наш падыход да гэтага пытання
Мы часта выкарыстоўвалі слова «можа» ў апошніх двух абзацах. На сённяшні дзень было праведзена вельмі мала даследаванняў аб тым, ці змяняе фумігацыя аптымальную норму азоту ў любой культуры. Таксама невядома, колькі часу спатрэбіцца мікробнай супольнасці, каб аднавіцца пасля апрацоўкі фумігацыяй, і калі гэта адбудзецца.
Мы вырашылі вырашыць гэтыя пытанні ў a палявое даследаванне на бульбе Russet Burbank, праведзенай у 2016 і 2017 гадах. Кожны год мы праводзілі даследчыя ўчасткі, якія восенню абкурвалі метамнатрыем або хлорпікрынам перад пасадкай бульбы. Таксама быў уключаны кантроль без фумігацыі. У наступным годзе кожны ўчастак быў падзелены на пяць участкаў, кожны з якіх атрымліваў азот з рознай хуткасцю. Усе ўчасткі атрымалі 40 фунтаў азоту на акр у выглядзе DAP (18-46-0) пры пасадцы, і кожны атрымаў 0, 80, 140, 200 або 260 фунтаў на акр у выглядзе ESN (44-0-0) пры з'яўленні ўсходаў, для агульных норм унясення азоту 40, 120, 180, 240 або 300 фунтаў на акр.
Мы вымералі рэакцыю сельскагаспадарчых культур на гэтыя апрацоўкі фумігацыяй і колькасцю азоту з пункту гледжання завязвання клубняў, ураджайнасці, памеру і якасці, сімптомаў ранняга адмірання бульбы, колькасці азоту, паглынутага на фунт унясення, і павелічэння ўраджаю на фунт унесенага азоту, між іншым. Мы вымералі глебавыя мікробныя рэакцыі з пункту гледжання шчыльнасці прапагул Verticillium, хуткасці дыхання і канцэнтрацыі нітратаў і амонія ў глебе.
Фумігацыя душыць хваробы, павышае ўраджайнасць
Як і чакалася, фуміганты паспяхова служылі сваёй асноўнай мэты барацьбы з глебавымі патагенамі. У іх абодвух знізіліся жыццяздольныя папуляцыі Вяргіні вяргіні прапагулы ў глебе і выяўленасць лісцяных сімптомаў ранняга адмірання бульбы. Хлоропикрин таксама знізіў распаўсюджанасць звычайнай паршы ў клубнях.
Выкарыстанне гэтых фумігантаў для барацьбы з хваробамі, якія перадаюцца глебай, аказала станоўчы ўплыў на ўраджай па-за барацьбой з хваробамі. Агульная і таварная ўраджайнасць і набор клубняў былі вышэй на участках, апрацаваных любым фумігантам, чым яны былі на кантрольных участках без фумігацыі пры ўсіх правераных нормах азоту. Гэты ўплыў на ўраджайнасць істотна не змяніў агранамічную аптымальную норму азоту, пры якой ураджайнасць была максімальнай.
Колькасць азоту, якую паглынала культура на акр і на фунт унесенага азоту, была вышэй на участках, апрацаваных хлорпікрынам або метанатрыем, чым на неапрацаваных кантрольных участках. Выкарыстанне любога фуміганта таксама павялічыла колькасць ураджаю, атрыманага на фунт унесенага азоту. Усе гэтыя адрозненні адлюстроўваюць адрозненні паміж апрацоўкамі ва ўраджайнасці клубняў (біямасы), апісанымі ў папярэднім параграфе. Яны не былі звязаны з розніцай у канцэнтрацыі азоту ў клубнях або колькасці азоту, які прысутнічае ў лазе непасрэдна перад забойствам лазы.
Не чароўная куля
У той час як хлорпікрын і метам натрый забяспечвалі перавагі з пункту гледжання барацьбы з хваробамі, ураджайнасці і эфектыўнасці выкарыстання азоту, іх уплыў на мікробную актыўнасць па-за патагеннымі мікраарганізмамі ў цэлым быў адмоўным. Па матэрыялах CO2 выкіды з глебы, якія цесна звязаны з актыўнасцю мікробаў, абодва фуміганты душылі агульную актыўнасць мікробаў перад пасадкай і ў сярэдзіне сезона. Пасля збору ўраджаю эфект больш не выяўляецца. У перадпасяўным узоры эфект метаму натрыю быў асабліва моцным.
Участкі, апрацаваныя любым фумігантам, мелі больш высокую канцэнтрацыю амонія ў глебе, чым кантрольныя ўчасткі без фумігацыі пры пасадцы і ў сярэдзіне сезону. Гэта паказвае на тое, што глебавыя мікробы не ператваралі амоній у нітрат эфектыўна пры фумігацыі; гэты эфект быў асабліва моцны, калі фумігантам быў хлорпікрын. Такім чынам, у дадатак да падаўлення актыўнасці мікробаў у цэлым, фумігацыя запаволіла хуткасць кругазвароту азоту ў глебе.
Што насамрэч працуе?
Нашы вынікі паказваюць, што ў той час як фумігацыя глебы метанатрыем або хлорпікрынам карысная для ўраджаю бульбы ў кароткатэрміновай перспектыве, пабочным эфектам з'яўляецца зніжэнне мікробнай актыўнасці глебы і змяненне кругазвароту азоту. Невядома, як гэта ўплывае на здароўе глебы, і каб высветліць гэта, спатрэбіцца доўгатэрміновае даследаванне - больш уважлівае вывучэнне здароўя глебы і мікробнай супольнасці.
Таксама важна разгледзець іншыя спосабы барацьбы з патагеннымі мікраарганізмамі, якія перадаюцца глебай, асабліва калі хімічныя фуміганты аказваюцца шкоднымі для здароўя глебы ў доўгатэрміновай перспектыве. Ці ёсць у вытворцаў іншыя прыдатныя варыянты барацьбы з патагенамі, якія перадаюцца глебай? Ці можна фумігацыю выкарыстоўваць радзей або ў спалучэнні з пасевам карысных мікробаў? Падтрыманне здароўя глебы мае важнае значэнне для доўгатэрміновага выжывання сельскагаспадарчай дзейнасці, але стратэгіі ўмацавання здароўя глебы не павінны быць настолькі дарагімі, каб паставіць пад пагрозу жыццяздольнасць фермы ў кароткатэрміновай перспектыве.
Каб вырашыць гэтыя праблемы, мы супрацоўнічаем з даследчыкамі па ўсёй краіне ў расследаванні з удзелам некалькіх штатаў таго, як на здароўе глебы ўплываюць кіраўнічыя рашэнні ў сістэмах вырошчвання бульбы, ці добра працуюць метады паляпшэння здароўя глебы ў гэтых сістэмах і як пасадка і ўключэнне биофумигантные покрыўныя культуры, такія як гарчыца, у параўнанні з хімічнай фумігацыяй ў павышэнні ўраджайнасці і падаўленні хвароб.
Гэты праект, які фінансуецца Ініцыятывай спецыяльных даследаванняў сельскагаспадарчых культур і Міністэрствам сельскай гаспадаркі ЗША/NIFA, вядзецца чацвёрты год, і гэта год, калі мы атрымаем мінімум папярэдніх адказаў на гэтыя пытанні. Паляпшэнне здароўя глебы - гэта павольны і складаны працэс, асабліва з такой складанай культурай, як бульба. Такім чынам, гэта даследаванне трэба будзе падоўжыць пасля 2022 года, каб даведацца, ці працягваюць эфектыўныя стратэгіі паляпшаць здароўе глебы, адначасова кантралюючы патагенныя мікраарганізмы, якія перадаюцца глебай, на працягу некалькіх перыядаў і гадоў.
- Гэта даследаванне было падтрымана пры фінансавай падтрымцы Савета па бульбе Мінесоты раёна II, Савета па даследаваннях і адукацыі сельскагаспадарчых угнаенняў Мінесоты і TriEst Ag Group, Inc. Вынікі былі апублікаваны ў Амерыканскі часопіс даследаванняў бульбы Верасень 2021.
- Сярод аўтараў даследавання - Джэймс Крантс, Карл Розен і Лінда Кінкель з Універсітэта Мінесоты; Хасэ Пабла Дандор-Арыяс з Універсітэта штата Каліфорнія, Мантэрэй Бэй; і Эндзі Робінсан і Ніл Гудместад з Універсітэта штата Паўночная Дакота.