Фунгициды — это средства защиты растений, которые уничтожают грибы или их споры. В сельском хозяйстве эти препараты используются для борьбы с грибковыми заболеваниями и обеспечения урожайности. Недостатком является то, что при чрезмерном использовании могут развиться устойчивые патогены, которые могут заразить соседние поля.
Международная исследовательская группа разработала математическую модель, которая может быть использована для расчёта экономических и зачастую скрытых издержек устойчивости к фунгицидам. Профессор Чайтанья Гокхале, специалист по теоретической эволюционной биологии в Университете Юлиуса Максимилиана в Вюрцбурге (JMU), был одним из участников исследования. Результаты были опубликованы в журнале PLOS Sustainability and Transformation.
Для расчётов исследователи использовали модель, которая позволяет рассчитать распространение грибковых заболеваний на нескольких полях. Команда объединила это с методами анализа из экономики.
«Наши результаты показывают, что экономические издержки устойчивости к фунгицидам не так просто определить», — говорит профессор JMU. Исследование показало, что урожайность может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от контекста. Наибольшие издержки устойчивости возникают у патогенов со средней инвазивностью, то есть со средней способностью распространяться на новые территории.
«Мы наблюдали, что, хотя интуитивно кажется, что общие экономические издержки увеличиваются с ростом устойчивости и потерей урожайности, на самом деле они снижаются при использовании дорогих фунгицидов», — говорит Гокхале. Команда также смогла определить несколько биологических факторов, влияющих на издержки. Важна степень устойчивости в популяции патогенов, а также базовое число воспроизводства патогена. Кроме того, имеет значение, насколько урожай на поле теряется из-за грибковой инфекции.
«Наше исследование предоставляет математическую основу, с помощью которой могут работать политики и заинтересованные стороны из сельскохозяйственного сектора», — говорит эволюционный биолог. На этой основе можно разработать эффективные меры по устойчивому использованию фунгицидов. Это, в свою очередь, может помочь обеспечить урожайность, сократить ненужное использование химикатов и обеспечить долгосрочную продовольственную безопасность.
Поскольку это теоретическая модель, призыв к исследователям очевиден: «Будущий сбор данных и эмпирические исследования помогут проверить наши выводы на практике», — говорит Гокхале.
Предоставлено Университетом Юлиуса Максимилиана в Вюрцбурге.