Рои саранчи могут встретить достойного противника в обогащенных белком сельскохозяйственных культурах

Выращивание специализированных культур может сэкономить фермерам миллионы.

Рои саранчи , уничтожающие средства к существованию фермеров, могут звучать апокалиптически, но крупные нашествия саранчи — это обычная проблема для сельскохозяйственных общин по всему миру. Эти рои саранчи — плотные, жужжащие стаи некоторых видов кузнечиков — могут покрывать сотни квадратных миль, и насекомые поедают огромное количество растительности и угрожают мировому сельскому хозяйству. На западе Соединенных Штатов, в очаге вспышек нашествия кузнечиков и сверчков, пастбища, имеющие решающее значение для выпаса скота, ежегодно терпят убытки в размере около 1,2 миллиарда долларов .

В исследовании, недавно опубликованном в журнале Scientific Reports , ученые из Университета Гастона Берже в Сенегале, Глобальной инициативы по борьбе с саранчой при Университете штата Аризона (ASU) и реальные фермеры, сталкивающиеся с повторяющимися вспышками нашествия сенегальской саранчи ( Oedaleus senegalensis ), выявили удивительно простую стратегию. Обогащение почвы азотом, основным строительным блоком белка, может помочь контролировать вредителей, используя их рацион питания.

В некоторых районах Африканского Рога, на Аравийском полуострове и в Юго-Западной Азии саранча  в таких масштабах, каких не наблюдалось десятилетиями, нанесла огромный ущерб фермерам . В ответ на это местные жители обрабатывают сельскохозяйственные угодья химическими инсектицидами и биопестицидами. Нашествие саранчи в этом регионе в 2019-2021 годах обошлось примерно в 300 миллионов долларов . Ученые также изучают  популяции саранчи в Центральной Америке, в частности в Мексике  , которые могут распространиться на территорию США, где популяции саранчи практически исчезли с начала 1900-х годов. А поскольку изменение климата приводит к потеплению и повышению влажности, некоторые исследователи предупреждают, что определенные виды саранчи  могут расширить свой ареал. 

В Сенегале потенциальное новое решение заключается в том, как сенегальский саранча обеспечивает себя энергией для роения. Белок находится в основе пищевой пирамиды саранчи, и его включение в рацион может помочь остановить роение. В полевых испытаниях на участках, обработанных азотными удобрениями, были получены урожаи с высоким содержанием белка и низким содержанием углеводов. Однако такая пища гораздо менее привлекательна для этого вида, поскольку он полагается на диету с высоким содержанием углеводов для создания жировых запасов, необходимых для роста популяции и миграции на большие расстояния. 

В течение нескольких месяцев в центральном Сенегале команда Университета штата Аризона и Гастона Бергера работала со 100 фермерами из двух деревень. Каждый фермер выращивал зерновую культуру, просо, на двух участках: один обрабатывался коммерческим азотным удобрением, а другой оставался необработанным. Затем ученые трижды в течение вегетационного периода проводили обследование поля на предмет численности вредителей и повреждений. Они обнаружили, что обработка удобрениями значительно снизила численность вредителей и повреждения урожая, одновременно увеличив урожайность проса.

Исследователи одними из первых продемонстрировали подобную стратегию борьбы с вспышками нашествия саранчи на примере сенегальской саранчи, которая является лишь одним из видов саранчи, склонных к роению. Хотя вся саранча относится к саранче, не вся саранча является саранчой — и лишь немногие из тысяч видов саранчи считаются настоящими саранчами. 

Арианна Сиз, директор Глобальной инициативы Университета штата Аризона, рассказала журналу Popular Science , что надеется, что это исследование поможет фермерам по всему миру бороться с нашествиями саранчи и саранчи, возникающими на сельскохозяйственных полях, используя стратегии, основанные на воздействии на почву.

«Вспышки нашествия саранчи — это чрезвычайно сложная и масштабная глобальная проблема, — говорит Сиз. — Когда происходят такие вспышки, они резко меняют жизнь людей. Важно понимать, насколько опасны вспышки саранчи для продовольственной и экономической безопасности. И нам необходим разнообразный набор стратегий для устойчивого управления ими».

По мнению биологов, саранча образует рои при определенных, часто сложных условиях окружающей среды, таких как повышенное количество осадков, создающее влажную почву, идеальную для размножения, а также периоды засухи, приводящие к нехватке ресурсов и увеличению плотности популяции. Тесное размещение и подходящие условия для размножения саранчи могут активизировать внезапное и быстрое размножение и коллективное поведение , приводя к вспышкам численности. 

Дэниел Гебрегиоргис , климатолог из Департамента геонаук Университета штата Джорджия, говорит, что, хотя метод борьбы с саранчой на основе азотных удобрений является многообещающим решением, его масштабирование может представлять собой потенциальную проблему, поскольку вспышки часто происходят в отдаленных районах. Многие стратегии борьбы с саранчой также сталкиваются с трудностями при широком применении в местах с ограниченной связью.

Гебрегиоргис подчеркивает, что это новое исследование имеет особое значение, поскольку вызванное деятельностью человека изменение климата приводит к увеличению вспышек нашествия саранчи. В частности, он говорит, что усиление циклонической активности, принесшее сильные дожди в основные пустынные районы размножения саранчи на Аравийском полуострове и в Восточной Африке, спровоцировало массовые нашествия саранчи в регионе в 2020 году . 

«Из-за глобального потепления во многих регионах выпадает больше осадков, чем обычно, и в сочетании с повышением температуры и влажности почвы все чаще создаются условия, благоприятствующие размножению саранчи», — говорит Гебрегиоргис в интервью Popular Science . «Усиленная циклоническая активность также способствует тому, что этот фундаментальный сдвиг в климате становится важнейшим фактором, провоцирующим появление саранчи. Я бы назвал вспышки саранчи одним из самых ярких проявлений климатического кризиса сегодня».

По словам Сиза, такие виды человеческой деятельности, как чрезмерный выпас скота и интенсивное земледелие, также могут создавать условия, способствующие роению саранчи. Чрезмерный выпас скота и интенсивное земледелие могут деградировать земли и вызывать эрозию почвы, создавая бедную азотом почву, в которой размножаются богатые углеводами растения, поддерживающие рост саранчи и способствующие перемещению роев на большие расстояния.

В рамках дальнейших шагов исследователи из Университета Гастона Берже в Сенегале под руководством биолога, изучающего саранчу, Мамора Туре , используют компостное удобрение вместо более дорогостоящих коммерческих удобрений, чтобы добиться того же эффекта более доступным и устойчивым способом. Сиз говорит, что их работа с сенегальскими исследователями помогает фермерам активно участвовать в борьбе с саранчой. Это также может помочь развеять представление о том, что рои саранчи — это случайные, если не злонамеренные, силы природы или даже божественная воля. 

«Существует мнение, во многом сформированное нашими религиозными традициями, что саранча — это чума, и она появляется, когда вы совершаете плохие поступки, — говорит Сиз. — Но на самом деле это просто насекомые, занимающиеся своими делами, и существует множество аспектов того, как мы управляем нашими ландшафтами или как мы в целом влияем на климат, которые влияют на вероятность образования роев саранчи».

Nidhi Sharma “Locust swarms may meet their match in protein-enriched crops”

Перевод статьи «Locust swarms may meet their match in protein-enriched crops» автора Nidhi Sharma, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык

Фото: в 2021 году в городе Меру, Кения, рой пустынной саранчи вылетел после того, как самолет распылил пестициды. Источник: YASUYOSHI CHIBA/AFP via Getty Images