Ученые изучают смешанные посадки картофеля, моркови и лука в Германии

18 июля 2025

Смешанные посадки основе экспериментов изучают немецкие ученые доктор Рике Миннер-Майнен, Тим Уолтер, Стефан Саравински и Фабиан Леве.

Они отмечают, что посевы одной культуры все чаще сталкиваются с высоким уровнем болезней и вредителей, а смешанные дают более высокую общую урожайность. Об этом свидетельствуют несколько исследований. Программное обеспечение для таких опытов разрабатывает компания RWTH Aachen. Оно анализирует варианты размещения разных растений на одном поле.

Ученые выяснили, что в смешанном посеве культуры положительно влияют друг на друга, например, за счет более высокой мобилизации питательных веществ, снижения риска заражения, лучшего подавления сорняков и благоприятной защиты от вредителей. А между морковью, луком и картофелем это взаимное влияние особенно заметно.

Для моркови и лука на одном поле снижается давление вредителей со стороны трипсов и морковной мухи, а также некоторых болезней. Кроме того, у моркови улучшается рост корней и листьев, повышается содержание бета-каротина. Преимущества также связаны с более низкой конкуренцией за питательные вещества и воду из-за различных типов корневых систем. Взаимное затенение тоже не выражено и не является проблемой.

Сочетание картофеля и лука приводит к более высокому содержанию терпеноидов в листовой массе. Это помогает отпугнуть вредителей. Например, снижает заражение крылатой листовой и зеленой персиковой тлей. Еще одно преимущество – в повышении устойчивости к фитофторозу, распространение инфекции значительно замедляется.

Но возделывание таких посадок несет в себе ряд проблем. Прежде всего это различные требования к посеву или посадке, разные сроки созревания и методы защиты растений, а также сбора урожая.

В 2024 году в пилотном эксперименте сравнивались смешанные посевы и чистые. Помимо чередующихся полос, был протестирован пиксельный формат посадок. Экспериментальная площадь около 1 га в Оснабрюке была засажена пятью разными вариантами размещения культур на поле. Монокультуры из сортов моркови Фара, лука Хайроад и картофеля Белинда и Лаура были высажены в качестве контроля.

Ученые отметили, что регулярные осадки устраняли необходимость в поливе, но приводили к высокому давлению сорняков. Ограниченный выбор разрешенных гербицидов для последующего выращивания также усложнил ситуацию. Таким образом, хотя все экспериментальные поля были засажены в течение всего вегетационного периода, в конечном итоге урожай дали только два.

Ученые анализировали развитие и здоровье растений еженедельно, используя мультисектральные камеры, которые создают 3D-изображения каждого растения и распознают цвета. С помощью RTK навигации контролировалось точное положение каждого растения. На основе этих данных и машинного обучения проводилась оценка NVDI, высоты культур, смыкания рядов и других показателей.

Кроме того, в ходе эксперимента были взяты пробы почвы из корневой зоны молодых растений. Высокопроизводительное секвенирование дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) позволило изучить состав всех бактерий и грибов, присутствующих в почве. Ученые хотят изучить, как различные схемы выращивания влияют на микробное сообщесво почвы.

Первые результаты экспериментов по смешанному выращиванию показали, что в среднем обработка семян увеличивала всходы на полях:

• моркови и лука на 5 процентов,
• по сортам картофеля на 4 процента по сравнению с контрольной.

Измерения полевого робота Lero 02 показали, что высота картофеля в чистых культурах увеличивалась значительно быстрее и была значительно выше. Аналогичная картина наблюдалась с луком и морковью.

Изменение показателей NDVI позволяет предположить, что, несмотря на защиту растений, заражение сорняками вызывает явный стресс у всех культур, особенно в пиксельных вариантах посадок. Это также нашло отражение в урожайности: в то время как морковь и лук давали самый высокий урожай в монокультуре, картофель показал наилучшие результаты на участках, где два сорта картофеля выращивались либо в одном рядке, либо в пиксельном варианте посадок. Обработка гребней дала на этих участках дополнительный прирост урожая.

Анализ микробиома показал, что на участках выращивания чистых культур более высокое содержание видов микробов, возможно, из-за более стабильного поступления питательных веществ и целевого экссудата корней. Напротив, смешанная культура, по-видимому, снижает изобилие микробных видов, особенно при пиксельном размещении, предположительно из-за более жесткой конкуренции со стороны растений и неоднородных почвенных условий. Лук и морковь демонстрируют более высокое микробное разнообразие при смешанном выращивании. А картофель, как правило, отличается меньшим разнообразием.

Ученые продолжают эксперимент. В исследование принимают участие ряд научных учреждений и компаний Германии, в том числе RWTH Aachen, SeedForward, Институт агротехники и биоэкономики им. Лейбница, Nature Robots и другие.

Источник