В некотором смысле фермерство похоже на приготовление пищи. Готовить было бы намного проще, если бы мы могли покинуть кухню после еды и не возвращаться, пока не приготовим следующий прием пищи. Но кому-то нужно убрать остатки, помыть посуду и убрать со стола.
Точно так же есть работа на полях после сбора урожая и перед посевом следующей весной.
После сбора урожая осенью фермеры везут собранный урожай на рынок или хранят его на своей ферме. Однако они не собирают все растение с поля.
Оставшиеся части растения, такие как стебель и листья кукурузы, остаются в поле. Этот мусор называется растительными остатками.
Использование нулевой обработки почвы и предписанного пожаротушения - два возможных способа управления пожнивными остатками. Оба метода помогают сохранить органические вещества и азот в почве. Однако необходимы исследования, чтобы понять, как эти два метода могут повлиять на здоровье почвы в долгосрочной перспективе.
Лиза Фульц и ее команда хотят помочь фермерам определить лучший способ управления остатками между вегетационными сезонами. Для этого ее команда решила узнать больше о том, как нулевая обработка и предписанное управление пожарами влияют на питательные вещества и микробы в почве. Фульц - научный сотрудник AgCenter Университета штата Луизиана.
No-till - это практика, при которой фермеры сажают непосредственно в растительные остатки предыдущего года. Предписанные костры используются для преднамеренного сжигания остатков предыдущего урожая контролируемым огнем. «Оба этих метода минимально физически воздействуют на почву», - говорит Фульц.
Обе эти практики также имеют недостатки. No-till может создать плохие условия для роста сельскохозяйственных культур, такие как низкие весенние температуры и повышенная влажность, что способствует развитию болезней. Предписанный пожар может оставить голую почву уязвимой для эрозии.
Команда сосредоточила исследования на севооборотах пшеницы и сои и системах непрерывного производства кукурузы. «Это обычная практика не только на юге, но и во многих регионах мира», - объясняет Фульц.
"Производство пшеницы и кукурузы оставляет после себя остатки", - говорит она. «Обычные методы, такие как традиционная обработка почвы, очень разрушительны. Необходимость определения жизнеспособных методов сохранения становится все более важной».
Пожнивные остатки и их разложение почвенными микробами являются важной частью углеродного цикла. Растения накапливают углерод в течение вегетационного периода, затем микробы используют растительные остатки в пищу. Затем углерод сохраняется в почве в химически стабильной форме.
«Свежий зеленый материал на полях с нулевой обработкой почвы легко расщепляется и обеспечивает почвенные микробы богатыми питательными веществами», - говорит Фульц. «Зола от сожженных остатков более химически стабильна, но она не является источником питательных веществ для микробов».
Команда обнаружила, что влияние методов управления культурами, таких как севооборот или внесение удобрений, перевешивает влияние предписанного огня на управление остатками. Исследователи обнаружили некоторое снижение микробной активности после ежегодных предписанных ожогов.
Результаты показывают, что предписанный огонь имел некоторые возможные краткосрочные преимущества для доступности питательных веществ в почве, но время имеет решающее значение. Предписанное сжигание остатков пшеницы обеспечило прирост азота примерно на 7 дней. Эти выгоды следует сопоставлять с другими возможными последствиями, такими как производство углекислого газа и урожайность.
Нам все еще нужно изучить долгосрочное влияние предписанного пожара на биологическое сообщество почвы, - говорит Фульц. здоровье неизвестно."
Нет двух одинаковых систем управления фермой, и их успех определяется пользователем. Ученые продолжают изучать возможные сценарии, чтобы предоставить фермерам точные и устойчивые рекомендации.
«Меня всегда интересовала охрана почв и то, как это может повлиять на многие аспекты жизни, - говорит Фульц. «Улучшая здоровье почвы, мы можем улучшить качество воздуха и воды, сохранить углерод и обеспечить стабильные ресурсы для производства продуктов питания».