Как повысить содержание влаги в почве и улучшить ее здоровье без орошения? Новое исследование заключает, что лучше всего накрыть его слоем соломы.
Фермеры на Лёссовом плато в Китае десятилетиями использовали как пластик, так и солому в качестве почвенного покрова или мульчи между посевами. Большая часть сельского хозяйства региона, большую часть которого составляет кукуруза, находится в засушливых районах; урожай зависит исключительно от сезонных осадков. Засушливые периоды могут повредить росту и урожайности культур. Таким образом, две мульчи - и недорогие, и легкодоступные - используются для предотвращения потери воды из-за испарения и сохранения тепла почвы.
Хотя мульча использовалась с 1970-х годов, «никаких исследований о влиянии мульчирования на качество почвы, здоровье почвы и связывание углерода не проводилось», - сказал Упендра М. Сайнджу. Сайнджу работает почвоведом в Сельскохозяйственной исследовательской лаборатории Северных равнин Министерства сельского хозяйства США и США в Монтане.
Чтобы исследовать это, а также влияние мульчи на урожайность кукурузы, ученые разработали пятилетний эксперимент, в котором они сравнивали мульчу из соломы, пластиковую мульчу и отсутствие мульчи. На своих пробных участках на агроэкологической станции Чанву они засыпали почву в мае и убирали мульчу, когда в октябре собирали урожай кукурузы. В конце каждого сезона они брали образцы почвы для анализа углерода. Ученые также сравнили урожайность кукурузы на разных участках.
В среднем, урожай кукурузы был самым высоким при использовании пластиковой мульчи, на 21-25 процентов. Мульча из соломы также повысила урожайность по сравнению с голой почвой, но только на пять процентов. Что может быть причиной этой разницы? Поскольку солома содержит много углерода, микробы-редуценты питаются свободным азотом в почве, чтобы сбалансировать свой рацион. Это забирает азот - ключевое питательное вещество для растений - из кукурузы, что влияет на ее урожайность.
Однако содержание органического углерода в почве было самым высоким на участках с соломенной мульчей. Это желательно, потому что богатые углеродом почвы лучше удаляют парниковые газы из воздуха, сказал Сайнджу. Почвы с более высоким содержанием углерода также содержат больше питательных веществ и имеют структуру, напоминающую крошку печенья. Оба эти качества приносят пользу урожаю.
На участках с пластиковой мульчей дополнительная вода повысила микробную активность. Голодные микробы потребляли органические вещества почвы, превращая их в углекислый газ. Использование почвенного углерода быстро снижает способность почвы действовать как поглотитель углерода.
«Мы подумали, что пластиковая мульча будет лучше, потому что она увеличивает влажность почвы», - сказал Сайнджу. «Результат был неожиданным в том смысле, что если у вас слишком много воды, это увеличивает активность микробов, которые могут расщеплять органический углерод».
Создание углерода в почве является важной долгосрочной целью во всем мире, особенно в Китае. Фермеры в Китае могут зарабатывать деньги на углеродных кредитах, улучшая способность почвы удерживать углерод. По словам исследователей, это делает солому победителем. Несмотря на то, что мульча из соломы увеличила микробную активность при использовании азота, производители могут регулировать использование азотных удобрений, чтобы сбалансировать процессы. Это повысит содержание углерода в почве и создаст высокие урожаи.