Микробы улучшают качество почвы, превращая питательные вещества в круговорот и расщепляя растительные остатки до органического вещества почвы. Стремясь обнаружить закономерности на большой географической территории, исследователи Университета Иллинойса провели метаанализ 62 исследований, изучающих влияние обработки почвы на почвенные микробы. Системы No-till имели большую микробную биомассу почвы и ферментативную активность. Обрабатываемые системы, в которых использовался чизельный плуг, были эквивалентны системам нулевой обработки с точки зрения микробной биомассы.
В течение последних нескольких десятилетий фермеры отказывались от своих плугов в пользу практики, известной как нулевая обработка почвы. Сегодня около трети американских фермеров больше не обрабатывают свои поля, а еще больше практикуют щадящую обработку почвы, используя оборудование, которое лишь в минимальной степени нарушает почву. No-till и, в меньшей степени, консервирующая обработка почвы поддерживают или улучшают качество почвы, сохраняя ее структуру и влажность, увеличивая содержание органического вещества в почве и обеспечивая среду обитания для почвенных микробов.
Важнее всего микробы.
Почвенные микробы - это рабочие лошадки почвы. Они разлагают растительные остатки и высвобождают азот, фосфор, калий и другие питательные вещества обратно в почву, поэтому они доступны для растений. Нам нужна здоровая, разнообразная микробная сообщества, чтобы эти процессы могли происходить и улучшать наши почвы», - говорит докторант Университета Иллинойса Стейси Зубер.
До сих пор большинство исследований, связывающих интенсивность обработки почвы и микробную активность, проводились в масштабах отдельных ферм. Большинство этих исследований обнаруживают больше почвенных микробов при нулевой обработке почвы, но величина этого результата сильно варьируется от фермы к ферме. Это связано с тем, что на каждую ферму влияют различные факторы окружающей среды, агрономические методы и тип почвы. Там, где нулевая обработка почвы сравнивается с обработкой почвы, различаются также тип техники и глубина обработки почвы.
Зубер хотел устранить путаницу, чтобы обнаружить истинный «сигнал» о влиянии обработки почвы на почвенных микробов. Для этого она собрала и проанализировала данные 62 исследований со всего мира.
«Когда вы проводите отдельные полевые эксперименты, даже если у вас их несколько в одном районе, вы все равно концентрируетесь на одном регионе», - отмечает Зубер. «Иногда сложно увидеть общую картину из-за большого разнообразия. Метаанализ позволил нам изучить различные полевые исследования со всего мира, чтобы определить общий эффект. Этот процесс позволяет нам увидеть общую картину».
Зубер сравнил показатели микробной биомассы и метаболической активности в системах с нулевой и вспаханной обработкой. Для пропашных систем она включала категории, учитывающие тип почвообрабатывающей техники и глубину обработки. Она также учитывала норму внесения азотных удобрений, среднюю температуру и осадки, наличие или отсутствие покровных культур и другие переменные.
Когда данные всех 62 исследований были проанализированы вместе, оказалось, что микробная биомасса и ферментативная активность были выше при нулевой обработке, чем при обработке почвы. В пропашных системах значение имел тип почвообрабатывающей техники. В отличие от других почвообрабатывающих орудий, таких как отвальные или дисковые плуги, использование чизельных плугов ассоциировалось с большей микробной биомассой. Чизельные плуги, которые теоретически вызывают минимальное нарушение почвы, обычно используются как часть системы консервирующей обработки почвы.
Но экспериментальное использование чизельного плуга, представленное в исследованиях, проанализированных Зубером, может отличаться от того, как они используются в реальном мире.
Обработка почвы кажется простой: вы рыхлите почву или не рыхлите. Все становится сложнее, когда вы начинаете смотреть на почвообрабатывающие орудия, потому что для них нет четкого определения и общего применения. У вас может быть два орудия, называемых чизельными плугами, но они могут обрабатывать почву совершенно по-разному. Например, если они пересекают поле за один проход, это не сильно мешает. Но если они делают два или три прохода, это гораздо более разрушительно», - объясняет Зубер.
Исследование предполагает, что, поскольку микробная биомасса почвы и ферментативная активность могут выступать в качестве показателей качества почвы, фермерам следует подумать о переходе на системы нулевой или консервирующей обработки почвы.
Зубер говорит: «Улучшение функционирования почвы способствует лучшему росту ваших культур, а также может поддерживать высокое качество почвы в целях устойчивого развития. У нас в Иллинойсе такая великолепная почва; это наш самый большой ресурс. Фермеры могут помочь защитить ее. следя за тем, чтобы микробное сообщество было здоровым».
Статья «Мета-аналитический подход к оценке влияния обработки почвы на микробную биомассу и активность ферментов» опубликована в Soil Biology & Biochemistry.