Растения-компаньоны. Совместимость растений в научных исследованиях

Есть мнение, что вырастить достойный урожай возможно только с учетом совместимости растений. Такой себе агрогороскоп, вызывающий ироническую улыбку. Высаживание растений-компаньонов или интеркроппинг (intercropping) широко распространенная практика, но подтверждается ли она научными исследованиями? Откуда берутся эти бесконечные списки и рекомендации о соседстве овощей на грядках? 

Ни одна из предлагаемых схем по типу «какие растения сажают вместе» не имеет научной основы. По большей части это придуманные легенды для продажи рекламы или книги, продвижения идеи отдельных лиц. Лучший пример — бестселлер «Морковь любит помидоры» Луизы Риотт. Книга не содержит ни одной ссылки, а большинство комбинаций даже не имеют логического объяснения того, почему работают — они просто работают. И все же эти утверждения повторялись миллионы раз, чудовищно размножившись как мемы в эру интернета.

Научные публикации по теме «что с чем сажать» есть, однако удачных комбинаций оказалось очень мало и это объяснимо природными законами (подробнее ниже). Исключением стали только почвопокровные культуры, такие как белый клевер — их положительное влияние неоспоримо (7).

Чего ожидают от комплексных посадок ученые?

Борьба с вредителями и снижение инфекционной нагрузки — основная цель комбинирования растений (1). И только таким, косвенным путем, достигается улучшение качества и количества урожая, снижается зависимость от пестицидов, спасаются жизни опылителей и хищников. 

В агрономической практике нет понятия «любви» между морковью и томатами (Carrots Love Tomatoes Louise Riotte 1975). Скорее напротив:

Взаимное влияние растений всегда приводит к конкуренции, иногда умеренной — тогда некоторые выгоды от соседства есть, но чаще борьба за ресурсы значительно снижает урожай обоих растений-компаньонов.

Именно поэтому нам нужен хорошо взвешенный подход к соседству растений и понимание механизмов и целей, ради которых затеваются глобальные перестановки на грядках.

Комплексное земледелие в огороде. Мы уже в деле?

Наши приусадебные участки и огороды по 5-7 соток и так являются системой комплексных посадок, так как на этой площади размещаются не менее 10-ти видов овощных растений, не считая трав. Разделен участок, в лучшем случае, несколькими узкими дорожками, а при жесткой экономии места междурядья и вовсе условные. Ключевое отличие традиционного огородного планирования от «научных» совмещенных посадок — отсутствие чередования разных культур в одном ряду (5). 

Одна из схем комплексных посадок. Подробнее по ссылке 2.

Основные виды размещения растений-компаньонов: 

  • без учета рядов (чаще используется для зерновых)
  • Чередующимися рядами
  • С чередованием культур в одном ряду
  • Эстафетный посев (высадка одного вида перед другим, чтобы их жизненные циклы частично перекрывались)

Это действительно похоже на большинство огородов и имеет смысл — так снижаются риски на потерю всего урожая. Стратегия снижения рисков заложена в старейшую систему комплексного выращивания «Три сестры», на ее примере многое становится понятно. Схема неоднократно становилась объектом научных исследований (3). Остановлюсь на «Трех сестрах» подробнее.

Наследие «Трех Сестер»

Мифологизированные Три Сестры коренных народов Северной и Центральной Америки — кукуруза, бобовые и тыквенные. Индейцы-ирокезы практиковали совместную посадку этих культур и связывали с ними ряд религиозных практик. Вы наверняка встречали описание этого сочетания овощей как лучший пример работающей схемы растений-компаньонов.

Как должна работать система:

  • Бобы получают поддержку от кукурузы и защиту от ветра, взбираясь по ее стволу.
  • Тыква защищает почву от излишней потери влаги, угнетает тенью сорняки и сохраняет корни компаньонок в прохладе.
  • И тыква, и кукуруза получают какую-то порцию азота, накопленную клубеньковыми симбионтами бобовых. 

Красиво, просто, логично. Теперь факты:

  1. Комплексная посадка требовала меньше времени и труда, чем посев монокультуры. Это сочетание овощей не практиковалось для увеличения урожайности, корреляция между урожайностью и совместной посадкой компаньонок не подтверждается.
  2. Выращивались три сестры на насыпях, курганах, по невозделанной целине, что существенно увеличивало шансы на нормальный урожай. Участок использовался только два года, следующие 8 лет земля отдыхала, покрываясь дерниной.
  3. Современные реконструкции системы Трех Сестер показывают, что урожайность кукурузы не падает в присутствии фасоли и тыквы, но тыква и фасоль значительно теряют по сравнению с выращиванием в монокультуре. Сочетание использовалось только тогда, когда целевой культурой была кукуруза, а не бобы или тыква. Каждая из культур периодически выращивалась по-отдельности.
  4. Исторические сорта кукурузы, овощной фасоли и зимней тыквы имеют очень мало общего с современными гибридами, созданными для интенсивного земледелия. Сегодня последователи системы выращивают сладкую кукурузу, стручковую фасоль и мускатную тыкву.
В таблице показана разница урожайности при системе «Трех сестер» и посадок каждого растения в монокультуре. Ссылка на оригинальную статью в конце (3).

Что не так с традиционным объяснением успеха «Трех сестер»

Бобы делятся азотом с кукурузой и тыквой. Это правда, что бобовые связывают азот из воздуха, но этот азот почти не попадает в почву вокруг бобовых растений, а используется растением для развития и производства семян. Кукуруза не получает азот от соседних бобовых растений.

Тыква препятствует обезвоживанию почвы. Она действительно затеняет почву, но тоже нуждается в поливе и конкурирует за воду с кукурузой и фасолью. Мульчирование кажется более разумным решением, чем посадка конкурента.

И все-таки, зачем тогда практиковали? Скорее всего, эта поликультурная система возделывания поддерживала большее количество людей на гектар по сравнению с монокультурой:

С помощью «Трех сестер» фермеры получали примерно такое же количество углеводов, как и от одной кукурузы, но значительно больше белка из посаженных между кукурузой фасоли и тыквы. В этом и есть ценность «Трех сестер» — система дает более сбалансированный рацион, чем «сестры» в отдельности.

Ниже несколько самых популярных примеров «что с чем сажать» и научные данные по ним.

Томат любит базилик. Или все сложнее?

После «Трех сестер» самое популярное сочетание растений на грядке — томат и базилик. В диссертации 2004 г. Michael K. Bomford из West Virginia University (2) изучался эффект совместной посадки этих культур. Главный вывод из исследования распространяется на большинство растительных взаимодействий:

Доминирующие виды с сильной внутривидовой конкуренцией всегда развиваются лучше, если сочетать посадки с другими видами растений. Внутривидовая конкуренция заменяется на более слабую межвидовую (Joliffe and Wanjau 1999).

В данном случае доминирует томат.

Не подтвердились гипотезы, что выращенные рядом с базиликом томаты меньше болеют, а их плоды вкуснее и ароматнее. Для базилика же соседство с томатами угнетает рост и провоцирует раннее цветение. Чем ближе посажен базилик к помидорам, тем хуже проветривается прикорневая зона, усложняется пасынкование и подвязка.

При посадке способом чередования растений оптимальным было расстояние от 25 до 40 см между целевой культурой, что несколько экономит место, так как оптимальное расстояние между кустами томатов в монокультурной посадке от 50 см.

Лучшие соседи овощей в огороде — укроп и кориандр

Цветущие укроп и кориандр удерживают на участке полезных насекомых-хищников и опылителей. Причем настолько успешно, что эти травы стали темой нескольких диссертаций и полевых исследований. 

Как это работает. Личинки и яйца многих вредителей невосприимчивы к широко распространенным инсектицидам, а уязвимые виды, после попадания в плоды, становятся недосягаемыми. С такими вредителями способны справиться только хищники — божьи коровки, златоглазки, мухи-журчалки, осы-наездницы и несколько видов хищных клещей и клопов. Укроп и кориандр повышают шансы полезных насекомых на выживаемость — цветки этих растений устроены так, что нектар и пыльца легко доступны не только приспособленным опылителям. Хищники получают дополнительный кров, питание и место для размножения. 

Повышение численности полезных насекомых с помощью комплексных посадок не дотягивают до коммерческого применения (что отмечено в ряде исследований), но позволяют снизить использование инсектицидов (в особенности синтетических пиретроидов, убивающих борцов с тлей), а это уже серьезный плюс. Так же, можно ограничиться более безопасными для божьих коровок, но слабыми авермектинами, к примеру. Кстати, несколькими исследованиями отмечено резкое снижение популяций тлей на полях с укропно-овощными посадками. Важно поддержание цветения компаньонов, поэтому их подсевали трижды за сезон. 

Мне нравится идея использования укропа в качестве растения-компаньона: можно срезать веточки, не трогая стебель (пусть себе зацветает); растить его как почвопокровник, минимально испаряющий влагу; он не притеняет целевую культуру и имеет низкие требования к удобрениям (слабый конкурент за ресурсы)(8,9).

Аллергия на бархатцы у нематод

Посадка бархатцев для отпугивания корневых нематод сейчас на пике популярности. Но бархатцы почти не выделяют в почву вещества (пиретрум и тиофен), которые убивают нематод — они погибают только питаясь корнями цветка, при условии, что вы подберете правильный вид бархатцев (Tagetes spp. а не Calendula spp.).

Примеры посадки бархатцев на грядках

Отпугивает ли вредителей запах бархатцев? Пиретроиды в инсектицидах в сотни раз концентрированнее, чем в бархатцах, но тля, капустные черви, цикадки, клопы и клещи не морща нос питаются обработанными растениями (правда, недолго). 

Так может ли одно растение принести пользу другому?

Тем или иным путем, любые растения, будь-то монокультурные посадки или комплексные, пытаются конкурировать за ресурсы, что идет в ущерб урожаю проигравшей стороны. Не имеет смысла планировать комплексные загущенные посадки ради большей продуктивности всех участников эксперимента — так не бывает. При этом, выдерживание разумных расстояний между растениями ничем не отличается от обычного посадочного планирования. Даже если компаньоны не конкурируют за свет и не притеняют целевую культуру, растения реагируют на отражение соседями определенного излучения в красном спектре — это первый сигнал к конкуренции — удлинению междоузлий (результат опто-биологических исследований)(4).

Физическая защита и поддержка. Не поспоришь, что кусты защищают высокие и хрупкие дельфиниумы от ветра, а кукуруза служит лесенкой и опорой для вьющихся бобовых и огурцов.

Ловушка для вредителей. Определенное растение используется для привлечения вредителя, чтобы он оставил компаньона в покое (пример: лещина и хрущи). Часто такие приманки служат магнитом для насекомых со всей округи и их оказывается гораздо больше в вашем саду, чем было бы без растения-приманки. Посоветуйте посадить растение-приманку соседу — вот тогда на вашем участке станет меньше целевого вредителя.

Горчица-ловушка спасает капусту от блошек Diversity by Design: Using Trap Crops to Control the Crucifer Flea Beetle

Далеко не все насекомые полагаются на зрение или обоняние. Те же многоядные белокрылки и тли реагируют на отраженный спектр, а не внешний вид растения-хозяина. Их особенно привлекает зеленовато-желтый (капустный) оттенок отраженного от листьев света. А еще это слабо летающий «воздушный планктон», приземляющийся на растение скорее по прихоти ветра (трипсы тоже в этой компании). Далее дело за размножением. Если не обрабатывать приманку пестицидами, вредитель успешно размножается на ней и ищет новое растение-хозяина. А если ловушка цветущая? Будем травить пчел за компанию.

Результаты экспериментов с растениями-ловушками не всегда впечатляющие (подробно рассмотрены здесь: Intercropping and Pest Management: A Review of Major Concepts Hugh Adam Smith and Robert McSorley). Чтобы метод работал, на промежуточные отвлекающие культуры нужно отводить от 10% до 50% площади, им нужен полив. Идея хорошая, но вопросов возникает много.

Изменение условий произрастания в лучшую сторону. Растение A может изменить среду для растения B. Помидор дает тень салату, тыква затеняет землю, поэтому растет меньше сорняков. Легко понять и принять как факт, что растения изменяют окружающую среду. Однако экстраполировать это на вывод о том, что растение-компаньон растет лучше, — ложная логика.

Привлечение опылителей и хищников. Вредители тоже с удовольствием питаются нектаром, это стоит помнить. Даже тут нет чистой выгоды для растений-партнеров.

 Alyssum на плантациях клубники в качестве растения-хозяина для клещей Orius, используемых для борьбы с трипсами.

Сдерживание вредителей. Кто-то придумал и распространил, что муравьи и капустницы не переносят мяту, а колорадский жук — календулу. Это вредные мифы. Муравьи пасутся на мяте в поисках сладких выделений на кончиках листьев. А далеко распространяющийся запах эфирных масел растения привлекает муравьев с огромных площадей.

Мята может сработать только как приманка для последующего уничтожения. Печально, но хорошего способа отвадить муравьев без массового геноцида я так и не нашла. И да, колорадский жук бархатцы не ест, но прекрасно видит и обоняет картофель, медленно и низко пролетая над грядками. Календула ему не мешает настолько, чтоб умереть голодной смертью. А вот не мешает ли картофелю цветочный забор?

Растения-компаньоны делятся питательными веществами. Классический пример, никогда не подвергающийся сомнению — бобовые, чьи корневые симбионты умеют добывать азот из воздуха и делиться им с растением, в обмен на сахара. И довольно долго считалось, что этот азот попадает в прикорневую зону, тем самым подкармливая соседей. Но полевые исследования доказали, что клубеньковые бактерии теряют ничтожное количество азота, все идет на развитие и рост растения-хозяина. Даже после разложения ботвы в почву попадает не больше азота, чем от не-бобовых растений. 

Считается, что растения с глубокой корневой системой выносят питательные вещества в плодородные слои почвы. Это так же не подтвердилось. Возможно, об этом стоит подготовить отдельный материал, так как есть отличные научные работы, изучающие «динамические аккумуляторы» среди растений.

Подавление сорняков. Важно понимать, за счет чего происходит подавление. Если растение настолько конкурентоспособно, что не дает шанса даже сверхпреспособленным, не будет ли такой компаньон посягать на культурного соседа?

Стоит ли попробовать совместную посадку?

Только если это партнерство не усложнит вам уход за растениями и не заставит ломать голову над планом грядок. Руководствуйтесь здравым смыслом и помните, что среди растений альтруистов нет.

Ссылки и литература

1. Litsinger and Moody 1976; Perrin 1977; Kass 1978; Perrin and Phillips 1978; Altieri and Letourneau 1982; Andow 1983, 1991a ; Risch et al. 1983; Vandermeer 1989; Altieri 1994

2. YIELD, PEST DENSITY, AND TOMATO FLAVOR EFFECTS OF COMPANION PLANTING IN GARDEN-SCALE STUDIES INCORPORATING TOMATO, BASIL, AND BRUSSELS SPROUT Michael K. Bomford https://orgprints.org/6614/1/6614.pdf

3. Food Yields and Nutrient Analyses of the Three Sisters: A Haudenosaunee Cropping System ­Jane Mt.Pleasant

4. Ballare, C. L., Scopel, A. L., & Sanchez, R. A. (1990). Far-Red Radiation Reflected from Adjacent Leaves: An Early Signal of Competition in Plant Canopies. Science, 247(4940), 329–332.

5. Intercropping and Pest Management: A Review of Major Concepts Hugh Adam Smith and Robert McSorley

6. Theunissen, J., Booij, C. J. H., & Lotz, L. A. P. (1995). Effects of intercropping white cabbage with clovers on pest infestation and yield. Entomologia Experimentalis et Applicata, 74(1), 7–16.

7. Intercropping in Field Vegetables as an Approach to Sustainable Horticulture Jan Theunissen Research Institute for Plant Protection (IPO-DLO), Binnenhaven 5, 6700 GW Wageningen, Netherlands

8. Investigating the Effects of Companion Plantings on Predation of European Corn Borer Eggs in Bell Peppers George C. Hamilton

9. Ransgressive yielding in bean: Maize intercrops; interference in time and space International Center for Tropical Agriculture (CIAT), Cali Columbia
Accepted 23 November 1984, Available online 25 June 2003.

Интеркроппинг в положительном ключе (без доказательств, описательная статья в Agriculture Specialist) Companion Planting & Botanical Pesticides: Concepts & Resources By George Kuepper
and Mardi Dodson 2016

Пересказ баечек из книги Райот от Корнуэльского университета (со ссылкой на книгу, без ссылок на исследования) Cornell Cooperative Extension provides Equal Program and Employment Opportunities counties.cce.cornell.edu/chemung

Подборка статей по теме компаньонных посадок (больше по зерновым) на сайте sciencedirect (для просмотра полных текстов пользуйтесь сайхабом) https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/companion-planting

Linda Chalker-Scott, Ph.D., Extension Horticulturist and Associate Professor, Puyallup Research and Extension Center, Washington State University The Myth of Companion Plantings

Разбор садоводческих мифов от профессоров Washington State University https://puyallup.wsu.edu/lcs/

Спасибо за внимание!

Узнавайте о новых статьях по почте

Растения-компаньоны. Совместимость растений в научных исследованиях: Один комментарий

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *