Подорожник ланцетолистный в сочетании с люцерной повышает урожайность кормовой культуры в два раза и защищает грунтовые воды от нитратов.
Целью органического земледелия является разработка экологически устойчивых и интегрированных систем производства сельскохозяйственных культур, которые функционируют аналогично естественным экосистемам.
Органические методы выращивания полностью исключают использование синтетических азотных (N) удобрений, поэтому методы органического земледелия должны обеспечивать достаточное поступление N за счет симбиотической фиксации азота для поддержания умеренного уровня урожайности. В органическом земледелии потери N в определенном цикле роста сельскохозяйственных культур приводят к более высоким потерям урожая по сравнению с традиционными методами земледелия, которые могут легче компенсировать потери N за счет минеральных удобрений.
Благодаря способности кормовых бобовых культур симбиотически фиксировать азот, они являются необходимым компонентом севооборотов в органическом земледелии.
Люцерна — высокоурожайная, глубококорневая и богатая сырым протеином кормовая бобовая культура, способная симбиотически фиксировать большое количество N; она также характеризуется высокой засухоустойчивостью. Люцерна способна давать более высокие урожаи, чем другие кормовые бобовые культуры (например, клевер) на органических фермах.
Однако выращивание люцерны может производить очень большое количество нитрата, которое накапливается в результате внесения большого количества органически связанного азота, легко минерализуемого.
Новое исследование, проведённое учеными Центра исследований сельскохозяйственных ландшафтов имени Лейбница (ZALF) совместно с коллегами из Университета прикладных наук Дрездена, показывает, что сочетание люцерны с подорожником ланцетолистным позволяет увеличить урожайность кормовой культуры вдвое по сравнению с традиционными смесями. При этом в грунтовые воды попадает меньше нитратов. Результаты опубликованы в журнале Agronomy Journal.
Исследователи изучили, как различные смеси растений влияют на урожайность и распределение азота в почве в засушливых условиях органического земледелия. Особенно успешными оказались смеси люцерны и подорожника. Эта комбинация не только привела к значительному повышению урожайности, но и заметно снизила содержание нитратов в почве на глубинах, откуда они легко проникают в грунтовые воды.
Нитрат — это форма азота, необходимая растениям для роста. Однако при осеннем севообороте, например, люцерны, последующая культура не может усвоить достаточно азота из почвы, чтобы предотвратить вымывание нитратов. Дожди могут вымывать нитраты из почвы в более глубокие слои, где они становятся недоступны для растений.
Эти так называемые потери нитратов представляют собой не только экономический ущерб для сельского хозяйства, но и экологическую проблему: попадание слишком большого количества нитратов в грунтовые воды может поставить под угрозу качество питьевой воды. Поэтому особенно важно избегать таких потерь на экологически уязвимых территориях, таких как водоохранные зоны.
Полевые испытания проводились в водоохранной зоне Каниц, где используется органическое земледелие, недалеко от Лейпцига. Люцерна в смеси с подорожником подорожниковым обеспечила вдвое больше кормовой массы по сравнению с традиционными травосмесями люцерны и злаковых трав, например, с овсяницей луговой.
«Особенно осенью, когда растения усваивают меньше азота, увеличивается риск вымывания нитратов. Наши результаты показывают, что подорожник не только увеличивает количество питательных веществ, но и активно способствует защите грунтовых вод», — говорит Цветелина Крачунова, руководитель исследования и научный сотрудник ZALF.
Подорожник ланцетолистный содержит природные вещества, замедляющие превращение аммония в нитрат в почве (аукубин, иридоидный гликозид). Это означает, что больше азота сохраняется в форме, доступной растениям, но не вымываемой. Это особенно важно в периоды обильных дождей и низкого роста растений.
Исследователи рекомендуют высевать подорожник ланцетолистный выборочно и в разумных количествах. Оптимальной оказалась норма высева около ста всхожих семян на квадратный метр. Результаты особенно актуальны для регионов с дефицитом воды или для использования в водоохранных зонах.
Исследование открывает новые перспективы для дальнейшего развития экологически чистых систем земледелия в условиях изменения климата. Благодаря сочетанию более высокой урожайности и меньшего воздействия на окружающую среду, оно предлагает фермерам практичный подход.
Источник: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) eV. Автор: Хендрик Шнайдер. DOI: 10.1002/agj2.70098
На фото: 50% люцерны в смеси с 50% подорожника подорожникового, 200 всхожих семян/м² каждого вида на 3-й укос. Автор фото: Цветелина Крачунова / ZALF.