Как увеличение применения азота влияет на пастбища?
Эксперимент «PaNDiv», созданный учеными из Бернского университета на участке площадью 3000 м 2 , является крупнейшим экспериментом по функционированию биоразнообразия и экосистем в Швейцарии и направлен на то, чтобы лучше понять, как увеличение содержания азота влияет на пастбища. Первая статья из этого эксперимента была недавно опубликована в научном журнале «Functional Ecology» после более чем четырех лет работы.
Традиционное управление пастбищами и лугами в Европе предполагает периодическое скашивание и выпас скота, современное интенсивное управление предполагает применение большого количества азотных удобрений для увеличения производства трав. Традиционные пастбищьные угодья содержат много видов растений, но интенсивно управляемые пастбища и луга содержат лишь несколько быстрорастущих видов, потому что эти растения дают быструю и максимальную выгоду фермерам. Количество возбудителей болезней растений также увеличивается при внесении удобрений. Все эти изменения происходят одновременно, однако экологи не знают, какие из них наиболее важны, и что происходит при одновременном изменении нескольких процессов.
Эксперимент PaNDiv (Патогены, Азот и Разнообразие) Института Растениеводства при Бернском университете уникален, потому что он манипулирует многими из этих факторов, чтобы увидеть, как они взаимодействуют друг с другом. В своей первой статье «Разложение растительной материи» авторы сосредоточились на скорости, с которой растительная материя сгнивает, что крайне важно для поддержания здорового и плодородного состояния почвы.
«Азот сдвинул растительное сообщество в сторону более быстрорастущих видов растений, он, в свою очередь, заставляет листья быстрее разлагаться, отдавая в почву большое количество азота. Это говорит о том, что влияние удобрения на функционирование растений недооценивается, если не учитывать изменения видового состава», — объясняет д-р Ноэми Пишон, первый автор исследования. «Листья быстрорастущих растений разлагается быстрее, потому что быстрорастущие виды вкладывают меньше средств в структурную ткань, и строят более тонкие листья с более высоким содержанием азота, которые эффективно улавливают свет, но быстро погибают. Эти листья гниют быстрее, чем небольшие толстые листья, образованные медленно растущими растениями. Маленькие нейлоновые мешочки были заполнены травами и оставлены для разложения на каждом участке, чтобы проверить, как быстро гниет производимая биомасса», — продолжает доктор Пишон.
Эрик Аллан, руководитель проекта и профессор Института растениеводства, говорит: «Результаты нашего первого исследования показывают, зачем нужен такой эксперимент. Понимание функционирования экосистем затруднено и только опробовав множество различных факторов одновременно, мы сможем понять их важность и, следовательно, предсказать, как наши экосистемы будут меняться в будущем».
Несколько экспериментов показали, что экосистемы с большим количеством видов растений имеют более высокий уровень функционирования экосистем. Однако эксперимент PaNDiv уникален тем, что он не только манипулирует разнообразием растений на небольших участках размером 2 x 2 м, но и варьирует тип присутствующих видов растений. Это достигается путем создания растительных сообществ, состоящих только из быстрорастущих растений (которые процветают в плодородной почве) или только из медленнорастущих растений (которые процветают в более бедных условиях). Ученые также сочетают такую посадку растений с азотным удобрением и применением фунгицида для удаления патогенных микроорганизмов растений. На каждом участке исследователи измерили несколько функций экосистемы. Они включали в себя: сколько растительного вещества они производят; насколько активны почвенные организмы; уровни питательных веществ и углерода в почве; а также количество присутствующих насекомых и патогенов растений. Эксперимент PaNDiv проводится в небольшом швейцарском городке Мюнхенбухзее, недалеко от столицы Берна.
Источник: Университет Бёрна
