Посадка и выращивание стратегической смеси покровных культур не только снижает потери азота с сельскохозяйственных полей, защищая качество воды в Чесапикском заливе, но и способствует азоту в последующих товарных культурах, повышая урожайность, согласно исследователям..
Экономические выгоды от вывода покровных культур на новый уровень очень важны, потому что они убедят больше производителей кукурузы, пшеницы и сои в северо-восточных и среднеатлантических регионах принять эту практику, говорят исследователи. Эти товарные культуры выращивают на больших площадях в основном для кормления скота, такого как молочные и мясные коровы, свиньи и домашняя птица.
"Покровные культуры являются одним из основных инструментов, которыми мы располагаем для уменьшения содержания питательных веществ в водах Чесапикского залива. Они потенциально могут быть сельскохозяйственными регуляторами азота, которые уменьшают выщелачивание через почву, а затем доставляют азот последующим товарным культурам, ", сказал Джейсон Кэй, профессор биогеохимии почвы. Его исследовательская группа в Колледже сельскохозяйственных наук штата Пенсильвания занимается изучением видов покровных культур уже почти десять лет.
Тем не менее регулирование азота таким образом оказалось трудным, потому что виды покровных культур превосходно справляются либо с сокращением выщелачивания азота, либо с увеличением подачи азота товарным культурам, но они не могут преуспеть ни в том, ни в другом одновременно. Исследователи протестировали насаждения с покровными культурами из смешанных видов, чтобы увидеть, могут ли они сбалансировать способности отдельных видов фиксировать и поглощать азот.
Они протестировали шесть монокультур покровных культур и четыре смеси на предмет их влияния на круговорот азота в органически управляемом севообороте кукуруза-соя-пшеница фуражного зерна в штате Пенсильвания Рассела Э. Центр сельскохозяйственных исследований Ларсона. В течение трех лет исследователи использовали набор комплексных подходов для количественной оценки динамики азота в почве и измерения поглощения азота растениями.
В исследовании все виды покровных культур, включая монокультуры бобовых, снижали выщелачивание азота по сравнению с участками под паром. Монокультуры зерновой ржи снизили выщелачивание азота на 90 процентов по сравнению с паровыми участками. Примечательно, что смеси с низкой нормой высева ржи показали почти такие же результаты. Австрийские монокультуры озимого гороха больше всего увеличили поглощение азота товарными культурами по сравнению с паром. И наоборот, монокультуры ржи снижали поглощение азота по сравнению с паром.
Результаты исследования, опубликованные в этом месяце в PLOS One, ясно показывают, что выбор видов покровных культур и составление смесей могут существенно смягчить компромисс между удержанием азота и подачей азота товарным культурам, предоставляя мощный инструмент для управления азотом в растениеводстве. системы, указала Кэй.
«Все смеси очень хорошо уменьшали загрязнение, но их влияние на урожайность было ограниченным», - сказал он.«Смеси, которые показали лучшие результаты, это те, которые имели более высокую долю бобовых и смешанные с небольшим количеством трав, таких как рожь. Смеси, включающие злаковую рожь, значительно снижали загрязнение, потому что травы создают корневую биомассу, которая удерживает азот и обеспечивает микробную активность в почве. почва."
Процесс, в котором покровные культуры не пропускают питательные вещества в ручьи, защищая залив, и передают азот товарным культурам, прост. Кэй отметил, что осенью после сбора товарного урожая в почве остается азот, который может пойти в Чесапик. Покровная культура может поглощать этот азот, а затем, когда весной покровная культура погибает, азот в тканях покровной культуры разлагается микроорганизмами в почве и передается следующей товарной культуре, повышая урожайность.
Результаты исследования могут иметь актуальное значение для производителей органического фуражного зерна в Пенсильвании, считает Кэй. Покровные культуры особенно важны в органических системах, в которых обработка почвы используется для уничтожения сорняков и покровных культур. В таких ситуациях снижение эрозии нарушенной почвы имеет решающее значение.
«Органическое сельское хозяйство очень быстро развивается в Пенсильвании», - сказал он. «Одним из примеров является то, что Bell & Evans недавно расширила органическое птицеводство в штате. Таким образом, у фермеров потенциально есть новый и растущий рынок фуражного зерна, выращенного органически. увеличение загрязнения питательными веществами».