Покровные культуры — ключ к здоровью почв в Норвегии
Покровные культуры, растения, выращиваемые для защиты и обогащения почвы, улучшают её здоровье и помогают накапливать углерод. Однако механизмы этих преимуществ, особенно в условиях северного климата, оставались неясными.
Исследование под руководством доктора Тиаго Инагаки из NIBIO показало, что рост корней — главный фактор формирования стабильного органического вещества в почве, известного как минерал-ассоциированное органическое вещество (MAOM). Результаты опубликованы в журнале Agriculture, Ecosystems & Environment.
«Эта форма углерода менее подвержена разложению, а значит, может сохраняться в почве годами, помогая бороться с изменением климата», — говорит доктор Инагаки.
«Наши результаты показывают, что системы с большей биомассой корней, например, с райграсом и клевером, накапливали значительно больше MAOM, чем другие».
Создание устойчивой почвы для будущего
Исследование проводилось в рамках кейса на ферме Tuv Gård в Стейньере, где покровные культуры выращивались пять лет. Учёные изучали, как разные смеси покровных культур, выращиваемые вместе с ячменём, влияют на качество почвы, круговорот питательных веществ, накопление углерода и урожайность.
Ключевой вывод: наиболее эффективный способ создания устойчивого органического вещества в почвах Норвегии — практики, стимулирующие рост корней, особенно с использованием покровных культур, таких как райграс и клевер.
«Хотя улучшение структуры почвы и увеличение численности микробов наблюдались в более разнообразных смесях, включающих цикорий и лядвенец рогатый, это не привело к немедленному увеличению запасов углерода. Это говорит о том, что некоторые преимущества могут проявиться позже», — отмечает доктор Инагаки.
«Вместо того чтобы фокусироваться только на общем содержании углерода, нам следует целенаправленно формировать стабильные фракции органического вещества через биологически интенсивные практики».
Предстоящее исследование доктора Фредерика Бё в том же регионе показывает положительное взаимодействие между ростом корней и обилием микробов в стимулировании круговорота питательных веществ, особенно фосфора. Эти данные свидетельствуют, что рост корней полезен не только для накопления углерода, но и для удержания питательных веществ.
Покровные культуры: без потери урожая
Исследование доктора Тиаго показало, что использование покровных культур, даже в составе разнообразных смесей, не снижает урожайность ячменя.
«Наше исследование предполагает, что покровные культуры могут улучшать здоровье почвы без ущерба для продуктивности», — говорит учёный. — Это отвечает на распространённое среди фермеров опасение, что покровные культуры могут конкурировать с основной культурой за питательные вещества».
Междисциплинарная команда также протестировала биоуголь — богатую углеродом добавку в почву, производимую из растительного материала.
«Хотя биоуголь в нашем исследовании не привёл к значительному улучшению качества почвы или урожайности, он и не нанёс вреда. Влияние биоугля на улучшение качества почвы и урожайности в высоких широтах может быть ограничено специфическими условиями, такими как деградированные или загрязнённые почвы», — говорит доктор Тиаго.
«Поскольку негативных эффектов не наблюдалось, эта практика по-прежнему перспективна для целей хранения углерода и может стать экономически viable для фермеров в будущем по мере развития рынка углеродных кредитов», — добавляет он.
Взгляд в будущее: новые открытия
Работа продолжается в рамках проекта AgroMixNorth. Исследователи углублённо изучают цикл азота и развитие растений, включая расширенные измерения фотосинтетической активности.
Магистрантка Университета Гёте во Франкфурте Майке С. Бэрманн проводит оценку развития растений и плодородия почвы в течение сельскохозяйственного сезона под руководством доктора Инагаки.
«Следующий этап поможет раскрыть, как покровные культуры и корневые системы оптимизируют круговорот питательных веществ и здоровье почвы в северном земледелии, с акцентом на динамику азота», — говорит доктор Инагаки.
«Надеюсь, наши выводы помогут переосмыслить управление почвами в северном сельском хозяйстве».