Индийские исследователи создали первую в мире стандартизированную шкалу для описания всех стадий развития мари белой (Chenopodium album) – растения, которое в Южной Азии употребляют в пищу, а во всём мире считают одним из самых трудноискоренимых сорняков. Работа показала, что зимние и летние популяции этого вида живут по кардинально разным биологическим циклам.
До сих пор для мари белой, в отличие от родственных ей киноа и тайваньского амаранта, не существовало единой фенологической схемы. Этот пробел мешал как агрономам, так и учёным, поскольку растение играет двойную роль: его молодые побеги богаты витаминами и микроэлементами, а взрослые особи агрессивно конкурируют с пшеницей, горчицей и ячменём, служат переносчиками патогенов и оставляют в почве десятки тысяч семян.
Специалисты из университета Lovely Professional University в Пенджабе применили международную шкалу BBCH, чтобы детально описать развитие двух сезонных популяций растения, отличающихся даже набором хромосом. Зимняя, гексаплоидная популяция (54 хромосомы), сопутствует озимым культурам с ноября по март. Летняя, тетраплоидная (36 хромосом), с апреля по сентябрь растёт на пустырях и по краям полей. Эксперименты проходили в полевых условиях, приближенных к естественным, без использования удобрений и пестицидов.
Наблюдения выявили, что стратегии развития двух популяций разительно отличаются. На вегетативной стадии летние растения развивались заметно быстрее: первые настоящие листья у них появлялись почти на неделю раньше, раньше начиналось ветвление и рост стебля. К моменту, когда зимние растения завершали удлинение стебля, летние уже закончили этот этап почти на две недели раньше.
Ситуация менялась на противоположную с переходом к размножению. Зимняя популяция начинала формировать соцветия на 30 дней раньше летней. Цветение, созревание плодов и семян также проходили у неё в ускоренном темпе. В итоге полный жизненный цикл зимних растений составил 140 дней, тогда как летним потребовалось 164 дня. Зимняя марь, по сути, сжимает репродуктивную фазу, чтобы успеть дать семена до наступления весенней жары.
Расчёты показали, что для завершения жизненного цикла летней популяции требуется в три раза больше накопленного тепла, чем зимней. Эта разница отражается и в размерах: летние растения достигали в высоту 226 см против 81 см у зимних. Дополнительную тепловую энергию они вкладывали в рост вегетативной массы, откладывая размножение.
Новая шкала имеет прямое практическое применение. Она позволяет агрономам точно прогнозировать фазы развития сорняка и применять гербициды или механическую обработку в наиболее уязвимые для него периоды, не привязываясь к календарным датам. Кроме того, система даёт возможность определять, на какой стадии марь белая представляет наибольшую опасность как резервуар для вредителей и болезней. Стандартизированное описание также необходимо для внедрения технологий точного земледелия, включая мониторинг с помощью дронов и спутников.