Повышение разнообразия растений в сельскохозяйственных лугах увеличивает урожайность и снижает зависимость от удобрений

Более высокое разнообразие растений в сельскохозяйственных лугах увеличивает урожайность при меньших дозах азотных удобрений. Это ключевой вывод масштабного международного исследования под руководством Тринити-колледжа в Дублине.

Кроме того, исследование показало, что в условиях более высоких температур преимущества в урожайности от более разнообразных лугов ещё больше возрастают. Это подчеркивает потенциал многовидовых смесей для адаптации к изменению климата.

Исследование, опубликованное в Science, обобщает результаты общего эксперимента, проведенного на 26 международных площадках, охватывающих широкий диапазон умеренных климатических условий. Сеть "LegacyNet" включает площадки в Ирландии, Европе (от Дании до Италии и от Нидерландов до Чехии), а также в Китае, США, Канаде и Новой Зеландии.

Обычно засеваемые продуктивные луга (для корма скоту или как часть севооборота) имеют низкое видовое разнообразие. Две широко используемые практики включают: 1) монокультуру одного вида травы с высокими дозами синтетических азотных удобрений и 2) комбинацию из двух видов (трава-бобовые) с меньшими дозами удобрений.

В этом исследовании ученые проверили, может ли добавление большего числа видов (до двух трав, двух бобовых и двух травянистых растений) и создание "многовидовых смесей" поддержать или повысить урожайность, одновременно снизив зависимость от азотных удобрений, имеющих негативное экологическое воздействие.

Результаты показали, что многовидовые смеси обеспечивают высокую урожайность благодаря синергетическому взаимодействию между травами, бобовыми и травами-компаньонами — урожай смесей был значительно выше суммы урожаев отдельных видов.

• Посев двух трав, двух бобовых и двух травянистых растений в примерно равных пропорциях позволяет оптимизировать урожайность и экономию азота.
• Шестивидовая смесь давала в среднем 12.3 метрических тонны с гектара за вегетационный сезон. Это на 11% больше, чем у монокультуры травы, получавшей более чем вдвое больше азотных удобрений, и на 18% больше, чем у двухвидовой смеси трава-бобовые.

Это подтверждает, что многовидовые смеси превосходят две широко используемые традиционные практики.

Кэролайн Брофи, профессор статистики Тринити-колледжа, старший автор исследования: "Переход к многовидовым смесям в сельскохозяйственных лугах может обеспечить более экологически устойчивое производство кормов, повысить урожайность и усилить адаптацию к потеплению климата. Это беспроигрышный вариант".

Джеймс О’Мэлли, аспирант Тринити-колледжа, первый автор исследования: "Сильная сторона нашего исследования — в широком географическом и климатическом охвате площадок. Статистические модели показали, что посев двух трав, двух бобовых и двух травянистых растений в равных пропорциях — надежная стратегия для получения высоких урожаев на разных площадках, а преимущества многовидовых смесей по сравнению с менее разнообразными лугами ещё сильнее в более теплом климате".

Джон Финн, старший научный сотрудник Teagasc, соавтор исследования: "Наше исследование убедительно показывает, что шестивидовые смеси не только урожайнее монокультур травы с высокими дозами азотных удобрений, но и превосходят комбинации райграса пастбищного и клевера белого. В конечном итоге, мы показываем, что многовидовые смеси дают больше урожая при меньшем количестве азотных удобрений".