Новое исследование изучает изменчивость воды и углерода в агроэкосистемах Миссури и их влияние на урожай
Исследователи из Университета Миссури и Министерства сельского хозяйства США (USDA) изучили связь водного и углеродного циклов в растениях, чтобы определить устойчивые методы ведения сельского хозяйства. Цель — помочь таким основным культурам, как кукуруза и соя, противостоять экстремальным погодным условиям, которые стали более частыми на Среднем Западе.
Исследование опубликовано в журнале Agriculture and Forest Meteorology.
Учёные сравнили три контрастные экосистемы:
- Обычная система с обработкой почвы (tilled cropping system).
- Перспективная беспахотная система с покровными культурами (no-till cropping system).
- Родная экосистема высокотравной прерии (native tallgrass prairie).
Ключевые выводы:
- Эвапотранспирация (перенос воды с земли в атмосферу) в прерии была выше, чем на пахотном поле, но практически не отличалась от показателей беспахотной системы.
- Поглощение углерода (рост растений) было выше в обеих сельскохозяйственных системах по сравнению с прерией.
- Пахотная система оказалась наиболее чувствительной к изменениям окружающей среды.
- Прерия продемонстрировала наибольшую устойчивость к экстремальной погоде.
- Беспахотная система с наибольшим разнообразием культур (кукуруза, соя, пшеница, сено) показала наиболее изменчивые показатели эвапотранспирации, что связано с управленческими стратегиями.
Значение исследования:
Понимание этой изменчивости помогает учёным оценить, что сильнее влияет на водный и углеродный баланс — «запланированное» управление или «незапланированная» погодная изменчивость. Это улучшит прогнозы для сельского хозяйства.
Стратегии адаптации:
- Внедрение принципов «климатически оптимизированного сельского хозяйства» (climate-smart agriculture) для поглощения углерода и адаптации к изменениям климата.
- Долгосрочное разнообразие севооборотов для повышения устойчивости экосистемы.
- Необходимость выбора подходящих культур и сроков их посадки в условиях более тёплых и влажных зим, а также более засушливых лет с редкими дождями (тенденция для Миссури).
Соавторы исследования: Меган Э. Метц, Джон Сэдлер и Кеннет Сэддат.