Дождевые черви могут заменить синтетические удобрения
Новое исследование показывает, что дождевые черви могут стать потенциальной заменой некоторым дорогостоящим минеральным/синтетическим удобрениям.
Учёные из Университетского колледжа Дублина получили новые данные о важности этих обитателей почвы для усвоения питательных веществ сельскохозяйственными культурами.
Результаты указывают на ранее не признанный короткий путь в почвенном цикле азота: активные дождевые черви быстро обогащают почву и растения азотом, выделяемым с их слизью.
Традиционно роль почвенных животных, таких как дождевые черви, в круговороте питательных веществ считалась полезной, но косвенной, медленной и накопительной.
Однако, по словам профессора УКД Олафа Шмидта, это может быть не вся история.
«По-настоящему новое понимание [которое мы получили] заключается в том, что азот от червей попадает в культуры очень быстро. До сих пор мы предполагали, что это связано с медленными процессами разложения и микробным циклом. Но наши эксперименты показывают, что перемещение азота (N) и углерода (C) от живых почвенных животных к растениям может быть чрезвычайно быстрым», — заявил он.
Известно, что присутствие дождевых червей в почве в долгосрочной перспективе повышает урожайность за счёт их роющей и питательной деятельности, которая создаёт хорошую структуру почвы и высвобождает азот, иначе «запертый» в органическом веществе почвы.
В лабораторных и полевых условиях международная команда исследователей с помощью метода стабильных изотопных индикаторов проследила перенос питательных веществ от дождевых червей в почву, проростки пшеницы и тлей.
Они обнаружили, что азот, полученный от червей, тли приобретали уже через два часа в лаборатории и через 24 часа в полевых условиях. Исследователей поразила скорость, с которой азот от червей перемещался через почву к корням, в растения и к насекомым, питающимся соком растений.
«Это очень интересно, потому что предполагает, что дождевые черви, вероятно, поставляют азот культурам напрямую, и делают это именно тогда, когда культурам это больше всего нужно, потому что активность червей и рост культур в определённой степени синхронизированы факторами окружающей среды, в основном температурой и влажностью», — пояснил профессор Шмидт.
Вновь обнаруженные преимущества могут быть особенно значимы для систем земледелия, стремящихся сократить использование синтетических удобрений.
Сельскохозяйственному сектору следует максимизировать экономическую выгоду от этого азота, поставляемого червями, как потенциальной альтернативы синтетическим удобрениям, стоимость которых высока из-за восстановления мировых цепочек поставок после пандемии COVID-19 и роста цен на энергоносители.
«Эта работа может повлиять на то, как фермеры управляют землёй, почвенной жизнью и снабжением азотом», — сказал профессор Шмидт. — «Применяя методы земледелия, способствующие развитию популяций дождевых червей, эти динамичные преимущества по азоту также будут максимизированы. Из предыдущих исследований мы знали, что хорошие популяции дождевых червей вносят агрономически значимые количества азота в почву, но мы не знали, что они могут поставлять азот культурам таким динамичным образом».
«Фермеры не всегда могут заранее знать, когда вносить минеральные/синтетические удобрения, потому что культурам может не требоваться азот, если слишком холодно или сухо, и тогда внесённый дорогой азот теряется для окружающей среды — вымывается в виде нитратов в грунтовые воды или выделяется в атмосферу в виде азотных газов.
Все формы азота, поставляемые естественным путём из собственных запасов почвы, посредством разложения и минерализации, экономически и экологически чрезвычайно ценны и желательны, поэтому мы должны их максимизировать», — добавил он.
«Я не думаю, что дождевые черви заменят все минеральные и органические удобрения, но их полное использование в качестве естественного источника питательных веществ может компенсировать применение и стоимость минеральных/синтетических удобрений.
**В целом, это ещё одна новая причина, по которой мы должны больше работать с почвенной биологией и поощрять использование почвенных организмов, таких как дождевые черви, потому что наше землепользование и методы ведения сельского хозяйства станут более экологически устойчивыми, а также более экономичными, поскольку мы сможем экономить синтетические удобрения».