Выращивание различных растений на полях может сэкономить фермерам деньги и помочь окружающей среде.

За последние 100 лет фермеры все чаще сеяли на своих полях один вид травы, а затем добавляли химические удобрения, чтобы увеличить урожай. Но новые исследования показывают, что существуют более дешевые альтернативы, которые могут увеличить потенциал этих пастбищ для кормления скота.

Моя исследовательская группа и я были особенно заинтересованы в возможности смешения видов растений, выращиваемых на сельскохозяйственных лугах, и в том, какие могут быть преимущества.

Это означало посев двух трав, двух бобовых (например, клевера красного и клевера белого) и двух трав (например, подорожника и цикория) вместе в поле. Эти группы видов могут играть на лугах разные роли. Например, бобовые могут извлекать азот из атмосферы, а травы могут иметь глубокие корни.

Мы хотели выяснить, могут ли смесительные установки, различающиеся по своим экологическим характеристикам, обеспечить природное и устойчивое решение по сокращению использования химических удобрений.

Была еще одна потенциальная выгода. Если фермеры смогут найти способ сократить использование химических удобрений, это снизит их эксплуатационные расходы, а также принесет пользу среда.

цена на химические удобрения за последние пять лет во всем мире возросло. Затраты утроились с 2021 по 2022 годи хотя они сократились с тех порони все еще выше цен до 2021 года. Таким образом, существует финансовая мотивация сократить использование.

Химические удобрения также наносят вред окружающей среде, в том числе выбрасывая парниковые газы и выщелачивание нитратов.

В нашем новое международное исследование, опубликованное в Наукамои коллеги из проекта LegacyNet и я показали, что посадка смесей различных видов может улучшить урожайность пастбищ по сравнению с традиционными методами, и, что особенно важно, сделать это при использовании значительно меньшего количества химических азотных удобрений.

Это означает, что фермеры смогут сэкономить деньги и уменьшить воздействие на окружающую среду.

Как проводилось исследование?

Команда провела тот же эксперимент в 26 исследовательских институтах Европы, Северной Америки, Азии и Новой Зеландии. На каждом участке у нас были участки размером не менее 3 на 5 метров, от одного до шести видов, обработанные умеренными уровнями химических азотных удобрений. У нас также были участки с одним видом травы, на которые вносилось как минимум вдвое больше удобрений.

В каждом случае мы измеряли урожайность сельскохозяйственных культур. Исследование показало, что посадка различных видов дает на 11% более высокую урожайность, чем посев одной травы, несмотря на то, что в одну траву вносится более чем вдвое больше химических азотных удобрений.

Частично это произошло благодаря включению в наши шестивидовые многовидовые смеси видов бобовых, например клевера белого и клевера красного. Бобовые могут извлекать азот из атмосферы посредством естественного процесса.

И этот «свободный» азот попадает в почву и используется всеми видами растений на пастбищах. Поскольку трава и бобовые хорошо сочетаются друг с другом, в настоящее время широко распространена сельскохозяйственная практика: высев 70% одной травы и 30% одного бобового растения. Часто это сочетание травы многолетнего райграса и бобового клевера белого.

Означает ли это, что, выращивая всего одну траву и одно бобовое растение, мы можем получить такой же урожай, как и многовидовые смеси? Не обязательно, потому что, например, травы имеют более глубокие корни по сравнению с травами, что может принести такие преимущества, как увеличение поглощения воды из нижних слоев почвы. Действительно, предыдущие исследования показали, что многовидовые смеси может даже смягчить потери урожая, связанные с условия засухи.

Наши исследования показали, что при использовании нашей многовидовой смеси урожайность увеличилась на 18% по сравнению с посевом 70% одной травы и 30% одного бобового растения.

Мы также обнаружили, что иметь две травы, два бобовых и две травы лучше, чем иметь только одну траву, одно бобовое и одну траву.

Со времен Римской империи сельскохозяйственные луга использовались для кормления пасущихся животных или как часть система севооборотагде фермеры поочередно сажают на одном и том же поле разные культуры, а также оставляют его под паром. Теперь мы знаем, что можем улучшить системы пастбищ, объединив на поле две травы, две бобовые и две травы.

Адаптация к климатическим вызовам

Изменение климата представляет собой значительный риск для средств к существованию в сельском хозяйстве, сельскохозяйственного производства и продовольственной безопасности. Наш эксперимент охватывал целый ряд климатических условий, что позволило нам изучить потенциал многовидовых смесей, способных справиться с повышением температуры. Мы обнаружили, что как температура повысиласьпольза от многовидовых смесей еще больше возросла по сравнению с предыдущими практиками.

Это предполагает возможность фермеров повысить продуктивность своих земель, используя меньше удобрений, несмотря на повышение температуры.

Исторически фермеры понимали, что увеличение видового разнообразия пастбищ может повысить продуктивность по сравнению с посев одного вида.

Но распространенность использования одной культуры и применения больших количеств химических удобрений значительно возросла. за последнее столетиепериод, иронично названный «зеленой революцией». Нехватка продовольствия после Второй мировой войны побудила использовать такие технологии, как удобрения, гербициды, пестициды и сельскохозяйственную технику, в качестве способов защиты посевов.

А урожайность сельскохозяйственных лугов процветала по мере того, как эти технологии популярность выросла и до недавнего времени химические азотные удобрения были относительно дешевы.

Однако данные, показывающие, как химические азотные удобрения излучать мощный парниковый газ, называемый закисью азота теперь гораздо более известен. Химические удобрения могут вызвать другие экологические проблемы, такие как выщелачивание нитратов в грунтовые воды. Создание химических удобрений – это интенсивный производственный процесс который во многом зависит от сжигания ископаемого топлива.

За последние два десятилетия научные исследования, посвященные проверке видового разнообразия в начали появляться сельскохозяйственные луга. Были доказательства того, что смешивание видов трав и бобовых может повысить урожайность по сравнению с видами трав. выращиваются самостоятельно.

Наше исследование дальнейшее развитие этих знаний, чтобы показать, что мы можем добиться большего, сажая смеси трав, бобовых и трав и используя меньше химических удобрений.

Это исследование, подтверждающее, что фермеры могут производить больше, используя меньше удобрений, является победой для карманов фермеров и победой для окружающей среды.

Эта статья переиздана с Разговор по лицензии Creative Commons. Прочтите оригинальная статья.