Полосы прерий быстро улучшают здоровье почвы

Полосы прерий — участки шириной 30–100 футов с травянистыми многолетними растениями внутри сельскохозяйственных полей — могут улучшать показатели здоровья почвы быстрее, чем ожидалось. Это показало новое исследование учёных Университета штата Айова в сотрудничестве с Институтом здоровья почв (Soil Health Institute).

Ранее было известно, что полосы, занимающие около 10% поля, увеличивают биоразнообразие, создают среду обитания для опылителей, снижают эрозию и улучшают качество воды. Их влияние на здоровье почвы до сих пор оставалось малоизученным.

Результаты исследования, опубликованные в Journal of Soil and Water Conservation, показали, что полосы прерий улучшили ряд показателей здоровья почвы уже через 10–12 лет. Многолетние полосы значительно улучшили 8 из 12 индикаторов здоровья почвы.

Наибольшее влияние было отмечено на:

• Стабильность почвенных агрегатов (до 80%) — способность почвы сопротивляться эрозии.
• Микробную биомассу (до 54%) — массу микроскопических почвенных организмов, которые управляют круговоротом питательных веществ и секвестрацией углерода.
• Органическое вещество почвы (до 23%) — живую и мёртвую углеродсодержащую часть почвы.
• Максимальную водоудерживающую способность (до 7%) — способность почвы удерживать воду.

«Было удивительно видеть степень этих изменений всего за десятилетие», — отметил координатор исследования Маршалл МакДэниел.

Динамика изменений

Стабильность агрегатов и водоудерживающая способность продолжали расти на протяжении всего периода исследования. Увеличение микробной биомассы и органического вещества со временем вышло на плато, причём биомасса немного снизилась к концу исследования.

Исследование использовало подход «парного хроноскопа» (paired chronoscope) на 15 парных участках контроля и обработки. Полосы прерий на них существовали от 2 до 13 лет и представляли четыре из семи основных форм рельефа Айовы. Шесть аспектов здоровья почвы измерялись в верхних 15 см (6 дюймах) почвы.

Более широкие преимущества

Дополнительные исследования под руководством Коула Даттера, бывшего докторанта, показали:

• Значительные изменения в микробных сообществах, распространяющиеся от полос прерий далеко вглубь прилегающих пахотных почв. Изменения включали повышенный уровень ферментов, связанных с усиленным круговоротом питательных веществ и углерода.
• Влияние полос прерий на влажность почвы и доступные для растений питательные вещества распространялось более чем на 1 метр от полос, с минимальным воздействием на урожайность.

«Некоторые фермеры заинтересованы в ротации своих полос прерий каждые 10 лет, чтобы распространить преимущества по всему полю», — сказала соавтор исследования Лиза Шульте Мур.

Даттер, который продолжит исследования в Калифорнийском государственном университете в Станислаусе, отметил: «Нам нужно больше узнать о том, приводит ли это к накоплению углерода в более глубоких слоях почвенного профиля».

Доступные методы измерения

Исследователи подчеркнули, что методы измерения стабильности агрегатов и водоудерживающей способности, использованные в исследовании, просты и доступны неспециалистам:

• Стабильность агрегатов можно измерить с помощью смартфона, используя бесплатное приложение Slakes от Института здоровья почв.
• Максимальную водоудерживающую способность можно измерить с помощью воронки и кофейного фильтра.

«Эти самостоятельные тесты — отличные инструменты, которые землевладельцы могут использовать для оценки здоровья почвы на своих полях», — заключил МакДэниел.