Первое в своем роде исследование предполагает, что смеси покровных культур увеличивают услуги агроэкосистем

Посадка многовидовой смеси покровных культур, а не монокультуры, между основными товарными культурами обеспечивает повышенный уровень услуг агроэкосистем или многофункциональность. К такому выводу пришли исследователи из Колледжа сельскохозяйственных наук Университета Пенсильвании.

Этот вывод основан на двухлетнем исследовании 18 вариантов покровных культур с разнообразием от одного до восьми видов растений. Покровные культуры выращивались на исследовательской сельскохозяйственной станции перед посевом кукурузы. Ученые измерили пять преимуществ, предоставляемых покровными культурами, в каждой системе, чтобы оценить взаимосвязь с видовым разнообразием. Эти услуги включали подавление сорняков и удержание азота в сезон покровных культур, их надземную биомассу, поставку неорганического азота в последующий сезон основной культуры и последующую урожайность кукурузы.

Как отметил член исследовательской группы профессор Джейсон Кей, это было первое полевое испытание взаимосвязи между видовым разнообразием покровных культур и многофункциональностью — их способностью одновременно обеспечивать несколько преимуществ. Ранее эта взаимосвязь в севообороте не изучалась. По мере получения более точных данных об оптимальных смесях и нормах высева, фермеры смогут применять эту стратегию для улучшения качества почвы, контроля сорняков, управления питательными веществами, повышения урожайности и сокращения стока питательных веществ.

«Это экологическое исследование, выявившее положительную связь между биоразнообразием и услугами экосистем, предполагает, что более высокое разнообразие растений увеличит услуги агроэкосистем. Это имеет непосредственное значение для практики управления и политики в области устойчивого сельского хозяйства, включая качество воды в Чесапикском заливе», — сказал Кей.

Виды покровных культур, выращивавшиеся в монокультуре и в смесях, включали овес, рапс, кроталярию, сою, ячмень, райграс пастбищный, редьку масличную, рожь, просо, суданскую траву, клевер красный и вику мохнатую.

Исследование, опубликованное в сентябрьском выпуске Journal of Applied Ecology, показывает, что создание смесей покровных культур будет сопряжено с компромиссами для достижения желаемого уровня услуг экосистем, объяснила ведущий исследователь Дениз Финни. «Например, в области круговорота азота могут возникать компромиссы между услугами. Мы обнаружили, что смеси, которые хорошо удерживают азот, могут снижать его доступность для последующих товарных культур и ограничивать их урожай. Однако правильно подобранные двухкомпонентные смеси, сочетающие бобовые и небобовые виды, могут одновременно и поставлять, и удерживать азот».

Финни заявила, что целью исследования было ответить на два ключевых вопроса: приводит ли включение большего числа видов в систему покровных культур к большей многофункциональности? И существуют ли принципы формирования смесей, которые приведут к увеличению общей многофункциональности? Междисциплинарные последующие исследования на фермах Пенсильвании и Нью-Йорка, возглавляемые Кейем, призваны расширить полученные знания.

Конечная цель — предоставить сельскохозяйственной отрасли научно обоснованную информацию, которая поможет фермерам создавать смеси покровных культур, обеспечивающие желаемые услуги с помощью комбинаций видов, увеличивающих биоразнообразие и минимизирующих экономические или управленческие ограничения. «Использование биоразнообразия для достижения этой цели — многообещающий подход. Однако необходимы значительные исследования для выявления функциональных признаков, определяющих динамику сообществ покровных культур, и описания компромиссов между услугами в показателях многофункциональности», — заключила она.