Необходим индивидуальный подбор смеси покровных культур для каждого хозяйства
Ученые Пенсильванского университета в недавнем исследовании с удивлением узнали, что они могут взять одинаковое количество семян с одних и тех же растений, посадить их на сельскохозяйственные поля по всему региону и через несколько месяцев получить совершенно разные результаты от покровных культур.
«Исследование стало известно как «подбор смесей покровных культур на ферме», — отметил исследователь Джейсон Кей, профессор биогеохимии почвы, который добавил, что полученные результаты важны, так как они показывают необходимость подбора смесей покровных культур для достижения желаемых экосистемных услуг в зависимости от почвенно-климатических условий.
Смеси покровных культур, состоящие из нескольких видов, посаженных в севообороте между товарными культурами, обеспечивают ряд преимуществ, таких как снижение эрозии, борьба с сорняками и добавление углерода и азота в почву. Но оказывается, что экспрессия видов в смеси может сильно различаться в разных местах.
Исследование было новаторским в силу своей широты и сложности. Ученые изучили пять видов смесей культур, высаженных в течение двух вегетационных сезонов на восьми органических молочных фермах в Пенсильвании и Нью-Йорке, а также на исследовательских участках Центра сельскохозяйственных исследований Рассела Э. Ларсона в штате Пенсильвания. На экспериментальных участках Университета исследователи манипулировали экспрессией посадок, используя ввод азота и даты посадки, чтобы узнать реакцию различных видов на почвенные условия и дни вегетации.
«Было проведено очень мало подобных исследований, особенно изучение смесей покровных культур, состоящих более чем из двух видов, которые анализировали бы, как они взаимодействуют друг с другом, поэтому я считаю, что это важный эксперимент», — сказал Кей. «Было ошибочное предположение, что вы сеете смесь покровных культур на любом поле и получаете один и тот же результат».
«Коммерческие семенные компании продают много предварительно сформированных смесей семян, они также могут делать смеси по индивидуальному заказу», — сказал Кей. «Наши результаты показывают, что при использовании фиксированных, заранее сформированных смесей то, что вы выращиваете, не всегда дает то, что вы ожидаете».
В исследовании все восемь участвующих фермеров засеяли стандартную смесь и индивидуально подобранную смесь из 5 видов культур — рапса, австрийского озимого гороха, тритикале, красного клевера и малинового клевера, с учетом нормы высева, скорректированной для достижения результата которого желает фермер. В каждой точке исследователи проанализировали влияние почвенного неорганического азота и дней вегетации на экспрессию смеси покровных культур.
Они обнаружили, что при высоком уровне почвенного неорганического азота и продолжительности вегетационного периода в смеси преобладал рапс, особенно осенью.
От одной и той же смеси семян, выражение смеси покровных культур значительно варьировалось в разных хозяйствах, и исследователи выдвинули гипотезу, что эта вариация была соотнесена с концентрацией неорганического азота в почве и днями вегетации, объяснила ведущий исследователь, аспирант Барбара Барайбар.
В выводах, недавно опубликованных в PLOS ONE, исследователи сообщили, что низкий уровень неорганического азота почвы благоприятствует бобовым, в то время как более короткий вегетационный период благоприятствует тритикале. Изменения в скорости посева влияли на состав смеси осенью и весной, но взаимодействовали с днями вегетации для определения конечного выражения смеси.
«Результаты показывают», — отметил Барайбар, «Что при высокой доступности неорганического азота в почве во время посадки покровных культур высококонкурентные виды могут доминировать в смесях, что потенциально может снизить услуги, предоставляемые другими видами, особенно бобовыми. А ранние сроки посадки могут усугубить засилье агрессивных видов».
Основываясь на этом исследовании, руководители фермерских хозяйств должны выбирать виды покровных культур и нормы высева в соответствии с их почвенным неорганическим азотом и датами посадки. Чтобы обеспечить предоставление желаемых услуг, советует она, предполагая, что реальная ценность этого исследования заключается в том, что оно дает полезную информацию фермерам.
«Мы хотели провести эксперимент, который был бы достаточно реальным и чтобы фермеры могли использовать эти данные», — сказала Барайбар. «Мы желали знать, что на самом деле происходит, когда мы сеем покровные смеси на разных фермах с разными почвами и разным методами управления. Наши исследования прокладывают путь для фермеров и семенных компаний для разработки индивидуальных смесей семян с предсказуемым ростом разных видов».
Источник: Университет штата Пенсильвания
