Согласно исследованиям Корнелла, опубликованным 13 ноября в журнале «Сельскохозяйственные системы», предыдущие методы органического земледелия и посадки могут иметь долгосрочные результаты для будущего состояния почвы, сорняков и урожайности .
Исследование также показывает, как конкретные компоненты здоровья почвы, такие как численность и активность почвенных животных и стабильность почвы, влияют на продуктивность сельскохозяйственных культур.
«Благодаря растущему интересу со стороны фермеров к тому, чтобы иметь возможность использовать и использовать здоровье почвы, это исследование действительно помогает нам стать более и более директивными в этом вопросе », - сказал Кайл Викингс , доцент энтомологии и соавтор изучение.
Кроме того, исследование укрепило наше понимание того, что почвенные животные, такие как клещи и другие крошечные животные, живущие в почве, играют критическую роль в здоровье почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур.
Известно, что почвенные животные разрушают подстилку, косвенно воздействуя на микробные сообщества в почве. Новые результаты исследований предполагают, что измерения почвенных беспозвоночных могут дать оценку состояния почвы.
«Когда я думаю об управлении растениеводством, поправки на питательные вещества не станут ограничивающим фактором [продуктивности сельскохозяйственных культур] для фермеров в США», - сказала Эшли Джерниган, аспирант лаборатории Wickings и первый автор газеты. «Действительно, нам нужно оптимизировать эти биотические процессы в нашей почве и сосредоточиться больше на биотических измерениях».
Это исследование важно, потому что неустойчивые методы ведения сельского хозяйства истощают почвы биологической активности и питательных веществ, что приводит к широко распространенной озабоченности по поводу способности фермеров выращивать достаточно пищи, чтобы не отставать от глобального роста населения.
Между тем, продажи органической продукции в США превысили 50 миллиардов долларов в 2018 году, и штат Нью-Йорк занимает первое место по акрам сертифицированных органических полевых культур, согласно Сертифицированному органическому исследованию 2016 года, проведенному Национальной службой сельскохозяйственной статистики Министерства сельского хозяйства США.
В 2005 году исследователи начали эксперимент по выращиванию органических зерновых культур Корнелла на исследовательской ферме Корнелла в Авроре, Нью-Йорк. В эксперименте сравнивались четыре системы обрезки, которые различались в зависимости от внесения удобрений, методов обработки почвы и борьбы с сорняками. Затем в июне 2017 года весь участок, включая переулки между участками, был вспахан и засеян сорго суданграссом, чтобы понять долгосрочные последствия предыдущих методов управления. К сентябрю того же года исследователи собирали данные о таких вещах, как численность почвенных беспозвоночных, структура сообществ и биомасса сорняков и сорго.
«В исследовании подчеркиваются изменения в популяциях сорняков, химических, физических и биологических свойствах почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур после 12 лет применения различных видов органических культур и методов управления почвой», - сказал Мэтью Райан , доцент кафедры почвоведения и сельскохозяйственных наук, главный исследователь эксперимент с системой обрезки и автор статьи.
В целом, они обнаружили, что прошлые поступления питательных веществ, сколько почв было нарушено, борьба с сорняками и предыдущая культура - все это дало долгосрочные последствия. Например, участки, которые обрабатывались с помощью уменьшенной системы обработки почвы, в целом имели лучшее общее состояние почвы, особенно с точки зрения микробной активности. А на участках в рамках усовершенствованной системы управления сорняками было менее впечатляющее состояние почвы, но лучше контролировались сорняки.
«Если сорняки будут адекватно подавлены, сокращение обработки почвы в системах органического земледелия может восстановить здоровье почвы и увеличить урожайность», - сказал Райан.
Они также посмотрели на переулки между участками, где здоровье почвы было очень хорошим из-за отсутствия нарушения почвы. Это привело к очень большому разнообразию почвенных беспозвоночных.
Джерниган разработал и запустил статистические модели для изучения взаимосвязей, влияющих на будущую урожайность во всех системах посева. В то время как сильная наука информирует фермеров о надлежащих уровнях питательных веществ, необходимых для сельскохозяйственных культур, результаты моделирования показали, что урожайность сельскохозяйственных культур ограничена такими факторами, как микробная активность и стабильность агрегатов почвы (способность частиц почвы оставаться вместе слипшимися для сохранения воздуха и воды). И модель показала, что почвенные беспозвоночные играют важную роль, возможно, выпасая на микробах, стимулируя тем самым микробную активность в почвах.
Исследование финансировалось Фондом охраны окружающей среды штата Нью-Йорк.