Исследовательская группа изучила опыты, проводившиеся в течение 4–50 лет и основанные на системах выращивания сои, и сосредоточилась на верхних 15 сантиметрах почвы. Они сравнили четыре наиболее распространенных управленческих решения, которые может принять фермер: севооборот, обработка почвы, использование покровных культур и искусственный дренаж. Затем они измерили ряд показателей здоровья почвы, связанных со всем, от биологической активности и структуры почвы до уровня питательных веществ и pH.
Исследование, опубликованное в журнале Agriculture, Ecosystems & Environment, было проведено совместно исследователями из Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды им. Мартина-Гаттона при Университете Кентукки благодаря гранту от Университета Висконсина. В этом исследовании, проведенном под руководством Университета Висконсина, также приняли участие исследователи из Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды им. Мартина-Гаттона при Университете Кентукки и ряда других университетов по всей стране.
При объединении данных выяснилось, что использование покровных культур наиболее последовательно коррелирует с улучшениями, а именно с повышением уровня минерализуемого углерода и водорастворимого органического углерода — двух показателей, которые говорят ученым об активности микробного сообщества почвы и нормальном круговороте углерода в ней.
«Именно это меня больше всего впечатлило. Главная цель заключалась в том, чтобы использовать результаты уже проведенных долгосрочных испытаний и выяснить, какие методы, применяемые в различных типах почв и климатических условиях, оказывают влияние на показатели здоровья почвы», — сказала Ханна Поффенбаргер, доцент кафедры управления питательными веществами в почве в Департаменте растениеводства и почвоведения Университета Кентукки и соавтор статьи.
Двухкультурные севообороты также имели значение, по крайней мере, по одному показателю: они были связаны с более высоким содержанием фосфора в почве по сравнению с непрерывным монокультурным соеводством. Но помимо этого, разнообразие севооборота, метод обработки почвы и дренаж не привели к четким и последовательным изменениям используемых показателей — по крайней мере, не при объединении результатов из всех этих разных мест.
Одним из неожиданных результатов стало то, что в ходе испытаний, включенных в набор данных, беспахотная обработка почвы оказалась связана с более кислой почвой (более низким pH), чем традиционная обработка. Поффенбаргер отметила, что эта тенденция соответствует известной проблеме в некоторых системах: поверхностное внесение удобрений может со временем концентрировать кислотность вблизи поверхности почвы.
«Такая картина изменения pH может наблюдаться, когда вносимые вещества остаются у поверхности. Это напоминание о том, что природоохранные меры могут сопровождаться компромиссами, требующими управления, такими как отслеживание pH и учет потребности в извести», — сказала Поффенбаргер.
Она также отметил, что национальный масштаб проекта помогает объяснить, почему некоторые методы не дали таких результатов, как могли бы ожидать многие фермеры. Например, беспахотная обработка почвы широко рекламируется как метод защиты почвы, но она работает по-разному в разных регионах.
«В таком обширном наборе данных вы видите множество типов почв и климатических условий, — сказала Поффенбаргер. — Применение беспахотной обработки почвы не обязательно будет выглядеть одинаково везде. Если в одних местах это выгодно, а в других нет, это может нивелироваться при рассмотрении объединенных результатов».
Группа Поффенбаргер предоставила образцы из долгосрочного эксперимента по севообороту в Университете Кентукки, в котором использовались различные варианты обработки почвы, начиная с 1986 года. Полевые бригады из всех участвующих учреждений следовали общему плану отбора проб, чтобы сделать результаты сопоставимыми, что означало сбор стандартных образцов почвы наряду с образцами, выкопанными лопатой, предназначенными для сохранения целостности почвенных агрегатов для испытаний на стабильность.
Стоит сказать, чего исследование не делало. Исследователи отслеживали показатели здоровья почвы, а не урожайность или прибыль. Они не могли напрямую сказать, приводят ли измеренные ими улучшения к лучшим урожаям или большей прибыли, хотя Поффенбаргер отметила, что все больше параллельных исследований устанавливают эту связь.
«Это исследование помогает уточнить данные о том, какие методы обработки почвы показывают результаты в ходе анализа в различных реальных, долгосрочных системах. Следующим шагом станет сопоставление этих данных с работой, которая связывает улучшение почвы с результатами, важными для фермеров в повседневной жизни», — сказала Поффенбаргер.
Источник: University of Kentucky. Автор: Джордан Стриклер.
