Экологическая теория утверждает, что сложная система является более стабильной (с меньшей вероятностью возникновения вспышек появления вредителей), чем более простая система. Одним из относительно простых способов сделать сельскохозяйственную систему более сложной является отказ от обработки почвы или создание мульчированного слоя разлагающегося полностью натурального вещества, присутствующего в сельскохозяйственной системе. Несмотря на то, что в системе нулевой обработки происходят изменения свойств почвы, наибольший эффект воздействия на агенты биоконтроля обусловлен присутствием разлагающегося полностью натурального вещества.

Полностью натуральное вещество и его эффект

Как может нечто простое, такое как 3-6-дюймовый слой полностью натурального вещества, увеличить количество хищных членистоногих насекомых, пауков, многоножек, клещей в агроэкосистеме? Слой мульчи снижает температуру почвы и увеличивает влажность в верхних 3-4 дюймах, создавая очень благоприятную среду для развития грибков и бактерий, которые начинают разрушать мульчу. Кроме того, существуют детритоверы (организмы, которые питаются детритом — скоплением растительных или животных остатков), которые помогают разрушать слой мульчи. К детритоверам относятся многоножки, разные виды клещей, жуков и т. д. Одна вещь, которая поражает людей, когда они впервые начинают использовать no-till, — это невероятное количество организмов, которые они находят под мульчированной областью. Большинство этих членистоногих являются детритоверами и безвредны для урожая. Детритоверы разбивают большие куски полностью натурального вещества на маленькие кусочки, пока они питаются мульчей. Смешивание кала детритоверов с измельченной мульчей делает возможным более быстрое расщепление материала грибами и бактериями. Некоторые из наиболее распространенных детритоверов, обнаруженных на полях без дообработки, — это орбитальные клещи (orbited mites) и коллемболаны (ногохвостки или хвостики). Эти две группы организмов могут быть найдены сотнями под мульчей на каждом квадратном футе поля без обработки почвы. Они обеспечивают постоянный источник пищи для членистоногих хищников. За этими членистоногими, в свою очередь, следуют еще более крупные членистоногие, которые питаются мелкими насекомыми, семенами и т. д. Хотя их, в первую очередь, интересует то, что они находят в мульче, в процессе жизнеобеспечения они уходят со слоя мульчи и ищут добычу поблизости — среди растений и почвы. Этот тип агроэкосистемы является более «устойчивым» для хищников. У хищников есть альтернативные источники пищи (помимо видов вредителей) и благоприятная среда для жизни. Следовательно, они могут присутствовать в довольно большом количестве, прежде чем вредные организмы начнут накапливаться в поле без обработки почвы.

На полях, где не проводится обработка почвы, хищников больше от 50% до 5 раз, независимо от количества присутствующих вредителей.

Процесс разрушения полностью естественного вещества может происходить в течение довольно длительного времени в зависимости от типа вещества. Стебли кукурузы, пшеницы или ржи требуют больше времени на разложение, чем бобовые, такие как клевер, соя или вика мохнатая.

Исследования на Среднем Западе показали, что тип мульчи в поле под нулевой обработкой может влиять на активность хищников. Мульча из кукурузы или ржи будет разлагаться дольше, чем мульча бобовых, например, сои. Тем не менее, слой бобовых будет привлекать большее количество хищников в начале сезона по сравнению с мульчей травы. Популяция хищников достигнет своего пика рано, так как бобовый полностью естественный материал быстро разлагается, так что к июлю от естественного вещества обычно мало что остается, и, следовательно, остается меньше хищников. Мульча из кукурузы или ржи медленнее привлекает хищников в более раннюю часть сезона по сравнению с мульчей из бобовых, но поскольку природное вещество более устойчиво к гниению, оно присутствует большую часть сезона. Это приводит к более равномерному распределению хищников в течение сезона.

Агенты биологического контроля

Теперь, когда эти универсальные хищники находятся в нашей области без обработки почвы, что они могут сделать для нас в качестве агентов биологического контроля? Одной из наиболее важных групп хищников, встречающихся в системах no-till, являются наземные жуки. Взрослые жужелицы (семейство Carabidae) обычно темного цвета и имеют размеры от 1/16 до 1 ½ дюйма в длину. Они редко летают, предпочитая быстро убегать, если им мешают. Они — универсалы, питающиеся разнообразными вредителями, такими как совка озимая (ножовщик), совка луговая, кукурузные мотыльки (или точильщик зерновой), колорадские жуки и корневые черви. Исследования на Среднем Западе показали снижение ущерба от вредителей на 30-50% (совки-ипсилон и корневого червя) на полях кукурузы без обработки почвы по сравнению с полями с традиционной обработкой почвы.

Незрелые жужелицы еще более хищные, чем взрослые, и проводят большую часть своего времени на 1-2 дюйма ниже поверхности почвы. Личинки жужелиц питаются любым насекомым или клещом, с которым они сталкиваются. Взрослые жужелицы, а иногда и личинки, будут лазить по растениям и искать добычу вечером. Воздействие хищников на крупные личинки колорадского жука (которые делают большую часть дефолиации) уменьшило дефолиацию вдвое в мульчированных системах по сравнению с немульчированными системами выращивания картофеля.

Другие агенты биоконтроля, обнаруженные в беспахотных системах, включают хищных клещей, хищных клопов, пауков и многоножек. В то время как каждая из этих групп хищников по отдельности оказывает незначительное влияние, в целом они могут значительно уменьшить проблемы с вредителями в большинстве беспахотных систем из-за их большего количества по сравнению с системами с традиционной обработкой почвы.

Когда и как они работают

Большинство хищников, встречающихся при нулевой обработке, любят прохладные, темные места и не активны в течение дня. Они наиболее активны с 22:00 до 2:00. В это время они перемещаются над поверхностью мульчи и лазают по растениям, уничтожая вредителей. Их хищнические действия обычно остаются незамеченными большинством производителей и исследователей. Простой способ проверить наличие этих хищников на полях без обработки почвы в течение дня — это очень быстро приподнять слой мульчи и наблюдать, как насекомые бегут прочь. Любой жук среднего размера (3 / 4-1 ½ дюйма) темного цвета почти наверняка окажется полезной жужелицей.

Хищник-универсал имеет как хорошие, так и плохие стороны. Плохие — в том, что хищнику может быть недостаточно вредителей, и он будет есть других хищников. Положительным моментом является то, что универсал всегда будет присутствовать в системе до тех пор, пока существует альтернативная добыча, и он может питаться несколькими различными стадиями жизни вредителя, такими как яйца, мелкие и крупные личинки, куколки или взрослые особи. Эти два последних фактора очень важны для того, чтобы сделать хищников в системах no-till эффективными агентами биоконтроля.

Универсальные хищники, обнаруженные в большинстве систем no-till, являются эффективными агентами биоконтроля.

Тем не менее, универсальные хищники, обнаруженные в большинстве систем no-till, работают в хищном сообществе. Это группа из нескольких типов хищников, которые питаются определенной стадией развития вредителя. Примером могут служить мелкие жужелицы, многоножки и хищные клещи, которые питаются яйцами корневого червя; это составило бы сообщество хищников, поедающих яйца. Некоторые хищники из одного сообщества также могут питаться в других сообществах (например, многоножки также питаются маленькими личинками корневого червя).  Наличие этих сообществ очень выгодно на местах. Условия окружающей среды меняются каждый год и, конечно же, в течение всего вегетационного периода. В некоторые месяцы прохладно и влажно, в другие — жарко и сухо и т. д. Ни одна хищная группа не активна в течение всего сезона. Есть периоды, когда хищник очень активен (ловит много добычи), и периоды затишья. Однако, когда присутствует хищное сообщество, в нем обычно есть по крайней мере один или два типа хищников, которые активно питаются вредителями в тот или иной период. Эти хищные сообщества дают в результате постоянный и надежный ресурс биологического контроля в системах no-till.

Аллелопатия и другие атрибуты No-Till

Другим аспектом No-Till и присутствия мульчи является то, что при разложении полностью натурального вещества из растительного материала выделяются химические вещества, которые влияют на другие растения и их прорастающие семена. Химические вещества могут препятствовать прорастанию семян сорняков. Это взаимодействие называется аллелопатией, и, хотя оно не влияет на насекомых-вредителей, выделение этих химических веществ может уменьшить некоторые виды сорняков. Мульча также притеняет свет, необходимый для прорастания некоторых видов сорняков. Таким образом, мульчу можно использовать для подавления нескольких видов сорняков. Отсутствие сорняков может повлиять на популяцию насекомых как отрицательно, так и положительно, но отсутствие сорняков обычно выгодно для сельскохозяйственной системы в целом. Мульча также сохраняет почву влажной и прохладной, что приводит к увеличению урожайности таких культур, как картофель. В кукурузе более прохладная и влажная почва замедляет ранний рост, но кукуруза в no-till быстро догоняет и порой может превзойти по урожайности обычную пропашную кукурузу. Присутствие мульчи может также повлиять на некоторых вредителей, уменьшая их колонизацию мульчированной области и тем самым уменьшая их вред.

Системы No-Till — панацея?

Возможно, это слишком радужная картина роли хищников в системе no-till. Нужно понимать, что, как и любой другой агент биологического контроля, они не остановят каждую вспышку вредителя. Некоторые вредные организмы, такие как совка-ипсилон и совка луговая, будут появляться на полях без обработки почвы с сорняками. В некоторых случаях вредители способны размножаться достаточно быстро, чтобы хищники не успевали за ними. Кроме того, есть другие вреди- тели, которые могут проникать в область, которую хищники не очень хорошо контролируют. Примером этого может быть цикадка картофельная в картофеле или сое. Системы без обработки почвы и наличие мульчирующего слоя увеличат число альтернативных жертв хищников в системе и обеспечат их доступность до того, как вредные организмы начнут быстро расти, у вас будет гораздо более успешная программа биологического контроля.