Больше разнообразия растений - меньше пестицидов
К такому выводу пришла группа исследователей во главе с Немецким центром интегративных исследований биоразнообразия (iDiv), которые провели два аналогичных эксперимента в Германии и США.
Результаты работы, опубликованные в Science Advances, показывают, что увеличение биоразнообразия растений помогает сократить применение пестицидов за счет усиления естественного биологического контроля.
Биологическое разнообразие всех видов на Земле, их взаимодействия и всевозможные экосистемы, которые они образуют, имеют решающее значение для обеспечения и поддержания функций и услуг экосистем на культурных и естественных пастбищах, которые находятся под давлением интенсификации в связи с растущим спросом на пропитание растущего населения мира.
Насекомые-вредители отвечают за потери урожая примерно 18-26% мирового растениеводства, что привело к значительному росту использования агрохимических пестицидов.
Чтобы выяснить, может ли увеличение разнообразия растений естественным образом снизить воздействие вредителей, международная группа исследователей во главе с Немецким центром интегративных исследований биоразнообразия (iDiv), Лейпцигским университетом (UL) и Йенским университетом Фридриха Шиллера (FSU) провела эксперименты на пастбищах в Европе и Северной Америке: эксперимент в Йене в Германии и эксперимент по биоразнообразию в Миннесоте (США).
В течение двух лет ученые собрали данные этих двух аналогичных экспериментов, предоставив более глубокое понимание структуры пищевой сети монокультур и богатых видами пастбищ. «Эти два долгосрочных эксперимента позволили получить неоценимую информацию как для фундаментальных, так и для прикладных исследований, которые выявили важность сохранения биоразнообразия», - сказал старший автор научной работы профессор Нико Эйзенхауэр.
Ученые обнаружили, что растения в более разнообразных сообществах страдают значительно меньше от кормления насекомых.
В смесях с большим разнообразием уровень питания травоядных на грамм растительной биомассы был на 44% ниже, чем в монокультурах.
«В конечном итоге это означает, что если несколько видов растут вместе, это дает больше биомассы растений на квадратный метр, и каждое отдельное растение получает меньший ущерб от травоядных насекомых», - прокомментировал первый автор работы Эндрю Барнс, ныне старший преподаватель в Университет Вайкато в Новой Зеландии.
На участках с более высоким разнообразием растений у травоядных членистоногих меньше шансов встретить предпочитаемые ими виды растений, что снижает вероятность того, что они останутся на этих участках. Кроме того, предыдущие исследования показали более низкий уровень тканевого белка (азота) в растительных сообществах с высоким видовым богатством, что делает эти растения менее питательными для насекомых.
Хищные насекомые также быстрее размножаются в разнообразном растительном сообществе по сравнению с монокультурой. Возможно, пауки, некоторые жуки или осы получают благоприятную среду для укрытия, что снижает риск быть обнаруженными и съеденными позвоночными хищниками, такими как птицы и млекопитающие.
Следовательно, увеличение разнообразия растений имеет системную пользу: как естественные враги, так и распределение ресурсов действуют согласованно, чтобы ограничить негативное влияние вредителей.
И, напротив, применение химических инсектицидов может дестабилизировать сообщества естественных насекомых-хищников. «Наши эксперименты показывают, что сохранение биоразнообразия дает множество преимуществ для борьбы с травоядными насекомыми-вредителями, что может сыграть ключевую роль в сокращении использования агрохимикатов и повышении продуктивности растений», - подытожил Эндрю Барнс.
(Источник: phys.org. Фото экспериментальных участков предоставил Маттиас Дичарлайн).