Ученые нашли простой способ защиты посевов от саранчи

Новости МирТесен

В неблагоприятных условиях даже безобидные насекомые могут собираться в большие группы, ежегодно уничтожая от сотен тысяч до миллионов тонн зерна. Применение инсектицидов для борьбы с ними затруднено, однако решение необходимо. Сейчас ученые представили новый метод, который, к тому же, способствует увеличению урожайности.

С точки зрения строгой науки, термин «саранча» относится к нескольким видам семейства Acrididae, которые, в случае дефицита пищи или чрезмерной плотности популяции, могут формировать крупные мигрирующие группы, насчитывающие сотни миллионов особей. Во время перелетов они опускаются на определенные сельскохозяйственные угодья и нередко уничтожают до 80 процентов урожая, а порой и больше. Хотя в абсолютном выражении саранча редко приводит к уничтожению более 10 процентов зерновых культур в конкретной стране, локальный ущерб, наносимый на пути ее миграции, значительно выше. В отличие от других вредителей, фермерам сложно эффективно противостоять саранче с помощью инсектицидов: ее маршрут перемещения трудно предсказать точно, а применение необходимого количества пестицидов на обширных полях в короткие сроки после обнаружения опасности технически затруднительно.

Международные исследователи искали новые способы борьбы с вредителями, в частности, с сенегальским кузнечиком, который, несмотря на свое название, также является представителем саранчовых. Этот вид насекомых ежегодно наносит значительный ущерб посевам, поражая сельскохозяйственные угодья от Западной Африки до Индии. Результаты работы опубликовали в Scientific Reports.

Изначально авторов руководила мысль о том, что саранче для миграции требуется значительное количество углеводов. В связи с этим они решили изменить соотношение углеводов и других веществ в растениях, служащих ей пищей. Для проверки этой гипотезы был проведен полевой эксперимент: на ста просочных участках (каждый площадью в гектар) в Сенегале применялись высокие дозы удобрений, преимущественно азотных, в то время как рядом оставляли необработанные участки сопоставимой площади и количеством. Удобрения вносились по единой схеме: три обработки составом NPK (азот, фосфор, калий) и две – мочевиной.

Поля трижды осматривали для оценки количества насекомых и степени повреждения посевов: перед применением удобрений, в процессе их внесения и после завершения работ. Полученные данные значительно отличались от поля к полю, поскольку даже в пределах одного региона затруднительно спрогнозировать, в каких местах будет больше саранчи, а в каких – меньше. Однако, в целом, популяция саранчи на гектар в обработанных районах снизилась уже во время внесения удобрений и еще больше уменьшилась впоследствии (на десятки процентов). Урожайность проса на обработанных участках также увеличилась на десятки процентов. Тем не менее, установить, связано ли это с защитой от саранчи или с внесением удобрений, оказалось непросто.

В рассматриваемом случае защита от насекомых не была вызвана отравлением. Растения, получающие повышенное количество азота, более интенсивно синтезируют белки, что приводит к увеличению их содержания в массе растения и уменьшению доли углеводов. Это не оказывает негативного влияния на потребителей такой пищи: человек, изначально всеядный и на протяжении значительной части своей эволюции являющийся ключевым хищником в экосистемах, способен хорошо усваивать большое количество белка в рационе. Да, количество получаемых калорий на единицу съеденной пищи может быть немного меньше, но дефицит калорий – это не то, в чем современный человек обычно нуждается, в отличие от недостатка белка. Однако облигатное травоядное, например саранча, испытывает трудности, поскольку для нее во время перелетов углеводы более важны, чем белок.

Новая стратегия борьбы с саранчой имеет преимущество в том, что она позволяет избежать необходимости применения больших объемов инсектицидов за короткий промежуток времени, что существенно снижает нагрузку на логистику и оперативность реагирования. Удобрения можно вносить на поля заблаговременно и регулярно, без спешки и чрезмерных усилий со стороны фермеров. Кроме того, даже в случае отсутствия нашествия саранчи, внесение удобрений все равно будет оправдано благодаря увеличению урожайности.