Только малая часть традиционных фермеров, выращивающих междурядные культуры, интересуется покровными растениями, и совершенно зря. Новый глобальный анализ, проведенный Университетом Иллинойса, показывает - такая практика может увеличить численность микробов в почве на 27%!
Результаты нового исследования играют в пользу покровных культур, которые рекомендуется обычно высеивать для снижения потерь азота, с целью подавления сорняков, борьбы с эрозией и так далее.
Несмотря на то, что микробное содержание почвы не так легко проанализировать, ученые сделали это для оценки состояния почвы на участках с покровными культурами. «Многие экологические услуги выполняются почвенным микробиомом, включая круговорот питательных веществ. Очень важно понять, как аграрии могут формировать более здоровый почвенный микробиом», - говорит Накиан Ким, докторант факультета наук о растениях в Университет Иллинойса и ведущий автор статьи.
Ряд предыдущих научных работ показали преимущества растительного покрова для сообщества почвенных микробов, но большинство из них были однократными и полученными под влиянием конкретных условий участка, погодных явлений в сезоне, уникальных режимов управления и выбранных исследователями методов анализа.
Работа Кима отличается тем, что он искал универсальные закономерности среди десятков этих разовых исследований. «Наш анализ показывает, что в 60 полевых исследованиях наблюдалось постоянное увеличение численности микробов на 27% на полях с покровными культурами по сравнению с контрольными участками», отмечает Мария Вильямиль, доцент в области сельскохозяйственных наук и соавтор статьи.
Команда Университета Иллинойса провели сборку уже существующих исследований по покровным культурам и получила около 985 научных статей. Из них сделали выборку, где в статьях проводилось непосредственное сравнение покровных культур и голых паровых почв, исключая работы, проводимые в теплицах или в которых остатки сельскохозяйственных культур рассматривались как покровные культуры.
В конце концов, ученые повторно проанализировали данные 60 исследований, где сообщалось о 13 микробных параметрах почвы. «Критерии отбора были очень строгие. Мы хотели сравнить надежные исследования с достаточным количеством повторений, чтобы сделать обоснованные выводы о глобальных закономерностях», - говорит Вильямиль.
Итак, ученые разделили 13 микробных параметров на три категории: численность микробов, активность и разнообразие.
Микробное изобилие было не единственной категорией, которая показала значительное увеличение при укоренении покрова по сравнению с голыми залежными почвами. Микробная активность также увеличилась на 22%, а разнообразие увеличилось на 2,5%.
«Все категории важны, но особенно разнообразие, потому что разнообразный микробиом более устойчив. Учитывая тесную связь между микробным разнообразием и предоставлением экосистемных услуг, небольшие воздействия имеют большое значение для повышения устойчивости. В этом смысле, я думаю, покровные культуры действительно помогают», - говорит Ким.
Ученые выявили несколько факторов, лежащих в основе основного эффекта покровных культур. Например, как климат, метод уборки покровных культур перед основной или режим обработки поля влияют на способность покровных культур приносить пользу сообществу почвенных микробов.
Ким говорит, что использование выжигающих гербицидов в качестве метода уничтожения растительного покрова оказало сильное воздействие на микробное сообщество, в результате чего ученые сделали вывод: «Выгоды от покровных культур несколько уменьшаются при использовании гербицидов, и это важный момент».
По словам Кима, изучение обработки почвы показало любопытные результаты. Влияние покровных культур на почвенный микробиом было незначительным по сравнению с контрольным участком без вспашки: «Я предполагаю, что отсутствие обработки почвы позволило сорнякам активно расти на земле и имитировать то, что делают покровные культуры. Таким образом, разница между контрольной обработкой и покровной культурой оказалась невелика, и нужны дополнительные исследования».
Но в целом ученые довольны.
«Для меня было удивительным и радостным увидеть постоянный положительный эффект покровных культур. Наконец-то! Я исследовала покровные культуры на наших типичных севооборотах кукурузы и сои в Иллинойсе с 2001 года, но в этих высокопродуктивных средах трудно показать какие-либо эффекты помимо захвата азота зерновыми и однолетними ржаными (если позволяет погода). Изменения химических и физических свойств почв, связанных с использованием покровных культур, трудно увидеть, но сейчас у нас есть данные по микробиому – вот в каком направлении мы будем работать и дальше», - заключает Вильямиль.
(Источник: phys.org. Фото: Мария Вильямиль, Университет штата Иллинойс).
