Многие фермеры выращивают кукурузу и сою поочередно, чтобы избежать снижения урожайности кукурузы, но теперь есть еще одна причина для ротации. Ученые из Университета Иллинойса представили дополнительные доказательства того, что севооборот увеличивает урожайность и снижает выбросы парниковых газов по сравнению с непрерывным выращиванием кукурузы или сои.
Я думаю, что фермеры в современном мире ищут причины избегать выращивания в монокультуре. Они стремятся разнообразить и чередовать свои системы. Если они делают это отчасти из-за заботы об окружающей среде, что ж,, это снижает выбросы парниковых газов. И потенциально это может привести к значительному увеличению урожайности», - говорит Геван Бенке, исследователь и докторант исследовательской группы Марии Вильямиль в Департаменте растениеводства Университета штата Иллинойс.
Есть и другие исследования, изучающие связь между севооборотом и выбросами парниковых газов, но исследование Бенке уникально по нескольким причинам. Во-первых, и это наиболее важно, он исследовал выбросы парниковых газов с полей, которые в течение 20 лет использовались как сплошная кукуруза, сплошная соя, севооборот кукуруза-соя или севооборот кукуруза-соя-пшеница с обработкой почвы и нулевой обработкой.
"Эти долгосрочные участки представляют собой очень стабильные системы. Иногда вы не видите воздействия севооборота или обработки почвы в течение многих лет после того, как эти методы были введены. Это один из основных моментов этого исследования", - говорит Бенке.
Сравнение кукурузной фазы севооборота кукуруза-соя с непрерывной кукурузой показало, что средний выигрыш в урожайности составляет более 20 процентов, а кумулятивное снижение выбросов закиси азота составляет примерно 35 процентов.
Закись азота является чрезвычайно мощным парниковым газом с потенциалом глобального потепления - сколько тепла парниковый газ улавливает в атмосфере - почти в 300 раз выше, чем у углекислого газа. Это побочный продукт процесса денитрификации, во время которого почвенные бактерии расщепляют нитраты до инертного газообразного азота. Неудивительно, что выбросы закиси азота связаны со скоростью и сроками внесения азотных удобрений.
«Уровни закиси азота были высокими в начале сезона и ниже в конце. Фермеры обычно вносят удобрения весной, и они поглощаются урожаем в течение всего сезона», - говорит Бенке. «Типичный фермер ожидает таких результатов».
Для сои, которая не удобряется, севооборот не повлиял на выбросы закиси азота по сравнению с непрерывным выращиванием сои. Однако севооборот увеличил урожайность сои примерно на 7 процентов.
Обработка почвы не повлияла на выбросы парниковых газов, но эта практика дала кукурузе преимущество примерно на 15 бушелей на акр по сравнению с кукурузой при нулевой обработке почвы. Однако Бенке говорит, что этот эффект может не распространяться на фермы за пределами исследуемой территории. Это из-за другого уникального аспекта исследования: местоположения.
Исследование проводилось в Центре сельскохозяйственных исследований и демонстраций Северо-Западного Иллинойса недалеко от Монмута. По словам Бенке, здесь одни из самых продуктивных почв в мире, и урожайность кукурузы здесь выше, чем где-либо еще. А больший выход означает больше остатков на поверхности.
«Если вы поговорите с людьми, которые работают в исследовательском центре Монмута, они скажут, что иногда трудно сажать в долгосрочную нулевую обработку почвы. Это все равно, что сажать в густую мульчу», - говорит Бенке. «В других местах не так хорошо, когда дело доходит до возврата биомассы и органических веществ в почву». Он добавляет, что другие исследования, сравнивающие обработку почвы и нулевой обработки кукурузы, обычно не показывают больших различий в урожайности.