3D сады


Уменьшают количество сельскохозяйственных вредителей


от чего зависит эффективность энтомофагов для борьбы с вредителями — AgroXXI

Пытаясь улучшить способы биоконтроля для защиты капустной индустрии в американском штате Нью-Йорк, стоимостью около 60 млн долларов в год, ученые пришли к любопытному выводу

Когда личинки капустной моли наводняют поле, современные овощеводы часто пытаются контролировать вредителей, выпуская большое количество естественных врагов вредителя, таких как божьи коровки, чтобы избежать дорогостоящих и потенциально опасных для природы инсектицидов. Тем не менее, аграрии иногда видят неоднозначные результаты.

В ходе нового исследования специалистами Корнелльского Университета индустрии производства капусты в американском штате Нью-Йорке ученым удалось выяснить, что эффективность использования естественных врагов для борьбы с вредителями зависит от ландшафта, окружающего поле.

«Ландшафтный контекст может дать информацию о том, как лучше использовать эту стратегию в полевых условиях», - говорит Рикардо Перес-Альварес, соавтор статьи «Эффективность усиления биологического контроля зависит от ландшафтного контекста», опубликованной в журнале Scientific Reports.

Научная работа показала, что выпуск энтомофагов приводит к уменьшению числа вредителей, лучшей защите растений и увеличению биомассы сельскохозяйственных культур на фермах, окруженных большим количеством лесных и природных территорий и меньшим количеством сельскохозяйственных угодий.

Но на фермах, в основном окруженных другими фермами, была обратная картина: несмотря на выпуск энтомофагов, количество вредителей не сокращалось.

Причины этого явления сложны и зависят от совокупности разных факторов, в том числе, от взаимодействия между местными энтомофагами и теми, которые добавляются.

«Ландшафтные особенности также влияют на то, как виды насекомых-хищников взаимодействуют друг с другом», - пишет Перес-Альварес.

Научная работа была сосредоточена на выращивании капусты, вредителях культуры (капустная белянка и капустная моль) и энтомофагах.

В центральной части штата Нью-Йорка на этих вредителей капусты охотятся распространяются 156 местных видов насекомых-хищников, в том числе семь паразитоидных ос.

Среди энтомофагов есть два «универсальных солдата», популярные в биоконтроле: хищный клоп из семейства щитников Podisus maculiventris и божья коровка. Обычно они хорошо дополняют друг друга, потому что клопы питаются личинками, а божьи коровки – яйцами капустных бабочек и молей.

В ходе исследования ученые разбили экспериментальные участки на 11 капустных фермах в центре штата, что представляло собой целый ряд окружающих ландшафтов от сельскохозяйственных угодий до природных территорий.

На каждой ферме отвели под капусту два участка: один в поле – с природным числом энтомофагов, а второй – с добавлением дополнительного количества хищных клопов и божьих коровок.

Затем ученые собрали широкий спектр данных по численности вредителей и хищников, повреждению растений и итоговой урожайности. Они также провели лабораторные эксперименты, чтобы лучше понять отношения между хищниками и то, как эти взаимодействия влияют на борьбу с вредителями.

По итогам экспериментов ученые пришли к выводу, что результаты биоконтроля варьируются в каждом случае и во многом зависят от взаимодействия между локальными хищниками и теми, которые добавляются в среду.

Можно предположить, что количество пищи, доступной на фермах, окруженных природным ландшафтами, например, лесами, важно для обеспечения естественных хищников альтернативными источниками питания. В то же время сельскохозяйственные ландшафты, такие как фермы, могут усиливать антагонистические взаимодействия между естественными хищниками, так как им приходиться соревноваться за еду.

«В конечном счете, более глубокое понимание взаимодействий между вредителями и их естественными врагами, управляемыми самим ландшафтом, даст практикующим специалистам по борьбе с вредителями столь необходимую информацию о том, где и как естественное увеличение количества врагов может быть реализовано более эффективно», - пишут исследователи.

(Источник: phys.org. Фото: Рикардо Перес-Альварес). 

6 Выводы и рекомендации | Будущая роль пестицидов в сельском хозяйстве США

обязательных программ. Усилия по достижению цели должны основываться на надежных фундаментальных и прикладных исследованиях, а решения должны основываться на научных данных. Достижение цели требует расширения исследовательских усилий в государственных, промышленных и университетских лабораториях.

ССЫЛКИ

Алаванджа, М. К. Р., Д. П. Сандлер, С.Б. Макмастер, С. Х. Зам, К. Дж. Макдоннелл, К. Ф. Линч, М. Пеннибакер, Н. Ротман, М. Досемечи, А. Э. Бонд и А. Блэр. 1996. Исследование здоровья сельского хозяйства. Env. Здоровье Перс. 104: 362–9.

Бессин Р. Т., Э. Б. Мозер и Т. Э. Рейган. 1990. Интеграция тактики борьбы с мотыльком сахарного тростника (Lepidoptera: Pyralidae) в сахарном тростнике Луизианы. J. Eco. Ent. 83 (4): 1563–569.

Колдуэлл, А.М., К. Бэнтл-Стоунер, Г. В. Куперус, М. Э. Пэйтон и Р. К. Бербер.2000. Освещение средствами массовой информации интегрированной борьбы с вредителями в крупных городских газетах, Am. Ent. 46: 56–0

Гансолус, Дж. Л., Дж. А. Джонсон, Т. Р. Ховерстад, Ф. Р. Брайтенбах и Дж. К. Геттинг. 1995. Переоценка университетских оценочных испытаний гербицидов. Труды Северо-Центрального общества по изучению сорняков. 50: 100–01.

Ховерстад, Т. Р., Дж. Л. Гансолус, Г. А. Джонсон, В. Э. Люшен, Ф. Р. Брайтенбах и Дж. К. Геттинг, 1995. Оценка гербицидов кукурузы для южной Миннесоты, эффективность и экономический анализ.Труды Северо-Центрального общества по изучению сорняков: 101–102.

Лаффонт, Дж. Дж. 1988. Основы общественной экономики. Кембридж, Массачусетс: M.I.T. Нажмите.

Леви, С. 1998. За пределами Кремниевой долины. Newsweek. 132 (19): 44–50.

Лоузи, Дж. Э., Л. С. Рейор и М. Э. Картер. 1999. Трансгенная пыльца вредит личинкам монарха. Природа 399: 214.

Максвелл, Б. Д. 1999. Мой взгляд. Наука о сорняках 47: 129.

NRC (Национальный исследовательский совет). 1993. Пестициды в рационе младенцев и детей.Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.

Паркер, Д. Д. Зильберман и Ф. Кастильо. 1998. Управление трансфера технологий, приватизации университетских инноваций и сельского хозяйства. Выбор 1998 (1 -й квартал ): 19–25.

Петерсен, Р. К. Д. 2000. Общественное восприятие сельскохозяйственной биотехнологии и пестицидов: недавнее понимание и значение для информирования о рисках. Am. Ent: 46: 8–16.

Руттан, В. В. 1980. Сельскохозяйственные исследования и будущее американского сельского хозяйства.Документ для персонала P80-17. Университет Миннесоты.

Сандмо, А. 1971. К теории конкурентной фирмы в условиях ценовой неопределенности. Am. Ec. Откр. 61: 65–73.

Саксена Д., С. Флорес и Г. Стоцки. 1999. Трансгенные растения: инсектицидный токсин в корневых экссудатах кукурузы Bt . Природа 402: 480

Schuh, G. E. 1999. Обеспечение продовольственной безопасности растущего населения мира. Доклад представлен на конференции AAAS по науке и технологиям для меняющегося мира. 1 ноября 1999 г., Вашингтон, округ Колумбия.

Шульц, Т. В. 1975. Значение способности справляться с нарушением равновесия. Джо. Ec. Лит .: 3: 827–846.

USDA (Министерство сельского хозяйства США). 2000. Годовой отчет NRI: 1998 финансовый год. Вашингтон, округ Колумбия: USDA.

Vangessel, M. J., E. E. Schweizer, D. W. Lybecker, and P. Westra. 1996. Интегрированные системы борьбы с сорняками при выращивании орошаемой кукурузы ( Zea mays ) в Колорадо - тематическое исследование. Наука о сорняках. 44 (2) 423–428.

.

Сокращение выбросов парниковых газов в животноводстве

Почему мы должны сокращать выбросы в животноводстве

В Австралии прямые выбросы животноводства составляют около 70% выбросов парниковых газов в сельскохозяйственном секторе и 11% от общих национальных выбросов парниковых газов. Это делает животноводство Австралии третьим по величине источником выбросов парниковых газов после энергетики и транспорта. Животноводство является основным источником метана (CH 4 ) и закиси азота (N 2 O), на долю которых приходится 56% и 73% выбросов Австралии соответственно.

Где выбросы метана животноводством происходят из

Количество метана, выделяемого домашним скотом, в первую очередь определяется количеством животных, типом их пищеварительной системы, а также типом и количеством потребляемых кормов. Жвачные животные являются основным источником выбросов метана животноводством, поскольку они производят больше всего метана на единицу потребляемого корма. Жвачные животные (крупный рогатый скот, овцы, буйволы, козы, олени и верблюды) имеют передний желудок (или рубец), содержащий микробы, называемые метаногенами, которые способны переваривать грубый растительный материал и производят метан в качестве побочного продукта пищеварения (кишечные ферментация), который позже выделяется животным при отрыжке.

Метан представляет собой потерю энергии в процессе пищеварения. Подсчитано, что 7–10% потребляемой жвачью энергии теряется на кишечную ферментацию, хотя для крупного рогатого скота на откормочных площадках может быть ближе к 4%. Хотя нежвачные травоядные животные, такие как лошади, не имеют рубца, в их толстом кишечнике происходит значительная ферментация, позволяющая переваривать грубый растительный материал, а также производить значительное количество метана. Свиньи и птица производят небольшое количество метана в результате случайной ферментации, происходящей во время пищеварения.

Как мы можем сократить выбросы парниковых газов в животноводстве

Существует 4 основных подхода к снижению выбросов парниковых газов в животноводстве:

  • животноводство (животноводство, кормовые добавки, улучшенные пастбища)
  • системы управления (нормы поголовья, биологический контроль)
  • поголовье скота
  • навозное хозяйство.

Меры по изменению кишечной ферментации для уменьшения выбросов могут также повысить продуктивность животных за счет повышения эффективности пищеварения.

Сокращение поголовья скота для сокращения выбросов парниковых газов противоречит целям животноводческой отрасли. Отрасль животноводства жизненно важна для многих региональных сообществ и зарабатывает около 18 миллиардов долларов в год, из которых около 15 миллиардов долларов приходится на экспортные поступления, поэтому важно, чтобы любая методология, которая приводит к снижению выбросов, также поддерживала или повышала производительность.

Обратите внимание, что некоторые методы сокращения выбросов домашнего скота могут привести к увеличению потребления сухого вещества на одно животное или дать фермеру возможность увеличить поголовье, что приведет либо к отсутствию чистых изменений, либо даже к чистому увеличению производства метана.

Моделирование фермы показало, что улучшение качества пастбищ и эффективности животноводства также может повысить продуктивность и снизить интенсивность выбросов на единицу продукции, но общие выбросы парниковых газов на ферме могут увеличиваться из-за увеличения поголовья. Понимание этой концепции важно для фермеров, рассматривающих возможность участия в схемах компенсации выбросов.

Вернуться к началу

Животноводство

Существуют различия между животными в выбросах метана на единицу потребляемого корма, и эти различия предполагают, что могут существовать наследственные различия в метаногенезе (производстве метана).Испытания показывают, что животноводство может сократить выбросы метана на 10–20%.

Хотя селекция для снижения метаногенеза может быть несовместима с другими задачами разведения, селекция для повышения эффективности преобразования корма (более низкое потребление чистого корма) должна быть совместимой и, вероятно, уменьшит выбросы метана и интенсивность парниковых газов продуктов животноводства.

Диетические добавки и альтернативные корма

Ряд диетических добавок и альтернативных кормов проходит испытания, чтобы оценить, могут ли они снизить выбросы метана от домашнего скота.Рассматриваемые добавки включают масла, жиры, дубильные вещества, пробиотики, нитраты, ферменты, морские водоросли и аборигенную растительность Австралии.

Снижение выбросов метана на 10–25% возможно за счет кормления жвачных животных диетическими маслами, при этом в отдельных исследованиях достигнуто снижение на 37–52%. Было показано, что вторичные соединения растений, такие как конденсированные дубильные вещества, снижают производство метана на 13–16%, в основном за счет прямого токсического воздействия на метаногены. Однако высокие концентрации конденсированных танинов могут снизить произвольное потребление корма и его усвояемость.

Сапонины растений (природные стероиды, встречающиеся в нескольких семействах растений) также потенциально снижают содержание метана, и некоторые источники более эффективны, чем другие, с подавлением метана, приписываемым борьбе с протозойными инфекциями.

Существуют утвержденные методики использования пищевых добавок для снижения выбросов парниковых газов от дойных коров и крупного рогатого скота.

Улучшенные пастбища

Улучшение качества кормов с низким содержанием клетчатки и более высоким содержанием растворимых углеводов может снизить производство метана в животноводстве.Будучи структурными волокнами, целлюлоза и полуцеллюлоза ферментируются медленнее, чем неструктурные углеводы, и выделяют больше метана на единицу переваренного корма.

Выбросы метана обычно ниже, чем больше в рационе кормовых бобовых, отчасти из-за более низкого содержания клетчатки (более высокая скорость переваривания) и в некоторых случаях присутствия конденсированных танинов. Поскольку улучшенная диета увеличивает рост животных и снижает выработку метана, она снижает интенсивность выбросов парниковых газов в продуктах животного происхождения.

Качество пастбищ можно улучшить несколькими способами, включая селекцию растений, переход от тропических (C4) к умеренным (C3) травам, которые используют разные способы улавливания углекислого газа, или выпас на менее зрелых пастбищах. В лабораторных экспериментах было показано, что несколько альтернативных кормов для растений, такие как листья брокколи и некоторые местные растения, такие как Eremophila glabra , Acacia saligna и ряд видов солончаков, снижают выбросы метана. Исследования продолжаются, чтобы подтвердить эти результаты в полевых условиях.

Существует утвержденная методология улучшения пастбищ крупного рогатого скота и управления пастбищами с целью компенсации выбросов углерода.

Вернуться к началу

Нормы поголовья

Выбросы домашнего скота Австралии снизились с 1990-х годов. Хотя это частично компенсируется увеличением поголовья мясного скота, это снижение было вызвано падением поголовья овец. Уменьшение количества непродуктивных животных на ферме может потенциально повысить прибыльность и сократить выбросы парниковых газов.Если продуктивность повысится за счет стратегий питания и разведения, поголовье скота может быть уменьшено без потери количества мяса, производимого в настоящее время.

Стратегии, такие как увеличенная лактация в молочном животноводстве, когда коровы телятся каждые 18 месяцев, а не ежегодно, сокращают потребность стада в энергии на 10% и, таким образом, потенциально сокращают выбросы метана на аналогичную величину. При более раннем откорме мясного скота на откормочных площадках, убойная масса достигается в более молодом возрасте, с уменьшением выбросов на одно животное в течение жизни и пропорционально меньшим количеством животных, производящих метан.

Испытания с участием заменяющих потомство овец мериноса в возрасте 7 месяцев оказались успешными в снижении выбросов парниковых газов на 9–12% за счет удаления возрастной группы овцематок, которые ранее не были репродуктивными.

Существует утвержденная методология улучшения управления стадом крупного рогатого скота с целью компенсации выбросов углерода.

Биологический контроль

Три метода биологического контроля изучаются на предмет их способности снижать выработку метана домашним скотом с использованием:

  • вирусов для поражения микробов, производящих метан
  • специализированных белков для нацеливания на производящие метан микробы
  • другие микробы (метанотрофы) для расщепления метана, производимого в рубце, на другие вещества.

Четвертый возможный вариант - соматотропин крупного рогатого скота и гормональные имплантаты роста - не подавляют образование метана, а, скорее, улучшают продуктивность животных и снижают уровень выбросов парниковых газов в продуктах.

.

4 Технологические и биологические изменения и будущее борьбы с вредителями | Будущая роль пестицидов в сельском хозяйстве США

(Моар и Трамбл 1987, Трамбл 1985, Трамбл 1990). Trumble сообщил о более высоких прибылях на участках IPM в производстве сельдерея и помидоров по сравнению с традиционными программами химического опрыскивания (Trumble 1989, Trumble 1991, Trumble and Alvarado-Rodriguez 1993).

Компании Hunt-Wesson и Campbell Soup ввели программы IPM в большом районе выращивания томатов в Синалоа, Мексика.Результаты полевых испытаний показывают увеличение урожайности с акра, снижение затрат на тонну и улучшение качества томатов (Мур, 1991). Campbell Soup сократил количество используемых пестицидов, включив Bt и другие нехимические подходы в большую часть овощеводства (W. Reinert, Калифорнийский университет, Дэвис, 8 апреля 1997 г., личное сообщение).

Bt успешно применялся на крестоцветных культурах в течение многих лет (Sears et al. 1983, Ferro 1993).Практичность Bt для борьбы с хлопковыми гусеницами, такими как листовая черви египетского хлопка, S. littoralis Boisduval и Helicoverpa spp., также была продемонстрирована (Broza et al. 1984, Daly and McKenzie 1986). С появлением трансгенных культур эти системы IPM больше не используются. Мотылек Plutella xylostella , который развил устойчивость ко всем химическим классам, а также к Bt , можно контролировать с помощью IPM (Metcalf 1989).На Тайване два личиночных паразитоида, феромоновые ловушки и Bt снизили плотность популяции вредителей на цветной капусте и брокколи до меньшего уровня, чем на соседних участках с традиционным опрыскиванием (Азиатский центр исследований и разработок овощей, 1991).

Опрос исследователей древесных плодов по всей территории Соединенных Штатов показал, что комплексное использование феромонов, разрушающих спаривание, низких доз (одна десятая рекомендованной нормы) пиретроидов и полной дозы (1 фунт) Bt является полезной программой IPM для управления листовыми роликами (Tette and Jacobsen 1992).Мотылька из веток персика ( Anarsia lineatella Zeller) является основным вредителем миндаля в Калифорнии, который контролируется с помощью программы IPM (д-р Франк Залом, Калифорнийский университет, Дэвис, 15 апреля 1998 г., личное сообщение). Поскольку фосфорорганические инсектициды постепенно прекращаются из-за неблагоприятного воздействия на ястребов в миндальных садах, Bt , по сообщениям, является экономичной заменой органофосфатов.

Bt в течение многих лет оперативно использовался для борьбы с гусеницами лесов и деревьев (Bowen 1991, Cunningham 1988, Elliott et al.1993). Bt kurstaki ( Btk ) является наиболее широко используемым инсектицидом для борьбы с дефолиаторами леса, такими как непарного шелкопряда, еловой почковой червей, еловой почкопуховой, гусеницей лесной палатки, осенним язвенным червем и петлителем болиголова. Повышение эффективности спреев Bt продолжает оставаться предметом исследований, но Btk является успешным самостоятельным продуктом и уже заменил известные инсектициды, такие как карбаматы, органофосфаты и пиретроидные пестициды, которые когда-то считались необходимыми для система.Смещение произошло из-за комбинации эффективности, экономики и системных характеристик.

.

7 Будущее сельскохозяйственной биотехнологии | Воздействие трансгенных растений на окружающую среду: сфера действия и адекватность постановления

ед. Еды. Однако некоторые из наиболее распространенных соевых белков испытывают дефицит серосодержащих аминокислот (метионина и цистеина), которые являются незаменимыми аминокислотами для человека и определенного домашнего скота. Другие соевые белки являются факторами, препятствующими питанию, а один - обычным пищевым аллергеном (Ogawa et al. 1993). Таким образом, трансгенные исследования были проведены для удаления антипитательных факторов и аллергенных белков из соевых бобов и улучшения качества их белка (Mazur et al.1999).

Дефицит серосодержащих незаменимых аминокислот в соевом протеине не может быть восполнен с помощью традиционной селекции, потому что лучшие гены просто не существуют в естественном генофонде. Однако к проблеме можно подойти с помощью генной инженерии, изменив активность ферментов, которые синтезируют метионин и цистеин, или путем избыточного производства белка, который их содержит. Дополнительный подход заключается в блокировании экспрессии основных соевых белков, в которых отсутствуют метионин и цистеин, тем самым увеличивая процентное содержание этих аминокислот в остальных белках.Обе эти стратегии изучаются. Возможность получения богатого метионином белка в трансгенных соевых бобах и других семенах зернобобовых была продемонстрирована (Altenbach et al. 1989, Nordlee et al. 1996), но этот признак не получил коммерческого распространения. Было показано, что подавление гена является эффективным способом устранения основного аллергена сои (Jung, 2001, личное сообщение), а другие антипитательные белки удаляются мутагенезом (Mazur et al. 1999). Промотор, используемый для подавления генов десатуразы жирных кислот в трансгенной сое с высоким содержанием олеиновой кислоты, эффективно устраняет экспрессию одного из основных классов соевых белков, который не содержит метионин и цистеин.Следовательно, трансгенные семена, которые были модифицированы для повышения содержания олеиновой кислоты, также имеют улучшенное качество белка.

В дополнение к макроэлементам, крахмалу, белку и маслу, растительная пища обеспечивает множество микроэлементов, необходимых для питания человека. Существует 17 минералов и 13 витаминов, необходимых в минимальных количествах для предотвращения нарушений питания (DellaPenna 1999), и все они привлекли внимание биотехнологических исследований. Клинические и эпидемиологические исследования показывают важную роль в поддержании здоровья некоторых минералов (железо, кальций, селен и йод) и витаминов (A, B 6 , E и фолиевой кислоты), но они обычно не присутствуют в достаточных количествах в множество диет по всему миру.Распространенная зависимость от риса, пшеницы, кукурузы и сои в качестве макроэлементов ограничивает рацион многих людей микронутриентами, содержащимися в этих семенах. В частности, в этих продуктах не хватает железа, цинка, селена, меди, рибофлавина и витаминов A и C.

Более двух миллиардов человек сталкиваются с серьезными диетическими проблемами из-за недостаточного количества питательных микроэлементов. Например, дефицит железа приводит к анемии у 40% всех женщин и 50% беременных женщин и считается причиной до 40% из полумиллиона смертей при родах каждые

. .

Смотрите также

НАС УЖЕ 77 321

Подпишись на обновления сайта! Получай статьи на почту: