Некоторые отношения могут быть сложными. Возьмем, к примеру, ситуацию между посевами сладкого картофеля и почвенным азотом.
Слишком мало азота, и растения сладкого картофеля плохо растут и дают низкие урожаи. Однако слишком много азота ускоряет рост листьев и ветвей за счет запасающих корней. Это также приводит к низкой доходности.
«Тщательное управление уровнем азота в почве необходимо для получения высоких урожаев сладкого картофеля», - говорит Адалтон Фернандес, агроном из Центра тропических корней и крахмалов при Государственном университете Сан-Паулу в Бразилии.
Фернандес является ведущим автором нового исследования, которое определило, сколько азота необходимо для получения максимальной урожайности от выращивания сладкого картофеля в Бразилии.
Исследователи обнаружили, что история поля имеет значение при попытке применить оптимальное количество азота для выращивания сладкого картофеля. Покровные культуры, выращенные на тех же участках до посева сладкого картофеля, влияли на потребность в азоте.
Сады сладкого картофеля, выращенные на участках, ранее использовавшихся для выращивания бобовых покровных культур, нуждались в азотных удобрениях на 35% меньше. Однако выращивание сладкого картофеля после покровной культуры зерновых ничем не отличалось от выращивания его на участке, где раньше были только сорняки.
«Мы показываем, что выращивание бобовых покровных культур и внесение их в почву по мере цветения - это простой метод, который может уменьшить количество минерального азота, необходимого для выращивания сладкого картофеля», - говорит Фернандес.
Покровные культуры часто выращивают циклически с экономическими или товарными культурами. Их можно вносить в почву в виде сидератов. Их также можно оставить на поверхности в качестве живой мульчи.
Разные покровные культуры приносят разные преимущества для растущих отношений. Бобовые, например, могут повысить уровень азота в почве. Полезные бактерии в своих корневых клубеньках втягивают атмосферный азот в почву. Но они также разлагаются быстрее, чем зерновые покровные культуры после уничтожения.
«Это высвобождает азот в почву раньше во время цикла роста сладкого картофеля», - говорит Фернандес. «Нам нужно было больше узнать о том, как различные покровные культуры влияют на доступность азота в почве для последующего выращивания сладкого картофеля».
Фернандес и его коллеги использовали исследовательский участок на юго-востоке Бразилии. Это место хорошо сочетается с тропическими условиями и песчаной почвой, типичной для некоторых районов Бразилии, где выращивают батат.
На разных участках исследователи выращивали одну из двух бобовых культур, зерновые культуры или позволяли сорнякам расти из семян, уже присутствующих в почве. Во время цветения бобовых и злаковых покровных культур их уничтожали. Растения были включены в почву.
Впоследствии исследователи посадили на участках сладкий картофель. Они проверили, сколько азота необходимо для получения максимальной урожайности.
Когда батат выращивали после покровных культур бобовых, им требовалось около 110 фунтов азота на гектар (примерно размер бейсбольного поля) для оптимальной урожайности. Напротив, культурам сладкого картофеля требовалось более 168 фунтов азота на гектар при выращивании после покровной культуры зерновых или после сорняков.
«Мы показываем, что нет причин использовать покровную культуру зерновых перед выращиванием сладкого картофеля», - говорит Фернандес.
В настоящее время рекомендации о том, сколько азотных удобрений использовать для посевов сладкого картофеля, не учитывают историю выращивания в этом районе. Это может привести к тому, что фермеры будут использовать больше или меньше удобрений, чем необходимо.
«Теперь мы лучше понимаем, сколько азота необходимо для получения максимального урожая сладкого картофеля в тропических регионах», - говорит Фернандес. «Это поможет управлять внесением минеральных азотных удобрений при выращивании сладкого картофеля».
В дополнение к увеличению урожайности, использование меньшего количества удобрений также снижает затраты фермеров. Это особенно важно в Бразилии. Большая часть урожая сладкого картофеля выращивается на семейных фермах с низким уровнем использования технологий.
Фернандес теперь использует другие виды бобовых в качестве покровных культур. Он проверяет, могут ли они быть более эффективными в обеспечении азотом культур сладкого картофеля. Он также изучает, может ли сочетание бобовых и зерновых культур в качестве покровных культур на одном и том же участке принести разные преимущества фермерам, выращивающим сладкий картофель.