Gdy w rolnictwie pojawiły się rośliny okrywowe, powoli stało się oczywiste, że oferują one niezliczone korzyści wykraczające poza ich podstawową rolę okrywową. Wielofunkcyjność roślin okrywowych w zapewnianiu usług ekosystemowych jest dobrze udokumentowanym zjawiskiem, obejmującym szereg ulepszeń gleby i korzyści dla rolnictwa. Ci ekologiczni strażnicy niestrudzenie pracują nad poprawą właściwości fizycznych, chemicznych i mikrobiologicznych gleby, wzmacnianiem jej struktury, zwiększaniem zatrzymywania wody i zapewnianiem obiegu niezbędnych składników odżywczych, a jednocześnie ograniczają rozprzestrzenianie się chwastów. Dlatego ważne jest zbadanie wspomnianej wielofunkcyjności roślin okrywowych, optymalizując jednocześnie ich dobór i zarządzanie pod kątem zrównoważonych praktyk rolniczych, ze szczególnym uwzględnieniem wpływu na dynamikę zmagazynowanej wody w glebie i azotu w regionach półsuchych.
Główny badacz, dr Parton Mubvumba z USDA-ARS, wraz ze swoimi kolegami, dr Paulem DeLaune i dr Frankiem Honsem, obaj z Texas A&M University, przeprowadził badanie, aby lepiej zrozumieć niuanse różnic między rodzajami roślin okrywowych. Ich prace zostały opublikowane w recenzowanym czasopiśmie Soil Security. Badanie przeprowadzono w Texas A&M AgriLife Research, gdzie stosowano system bezorkowy, ale nieco ponad dziesięć lat temu wprowadzono konwencjonalną uprawę roli w ramach porównania. Zabiegi glebowe obejmowały różne sposoby uprawy gleby, sadzenia roślin okrywowych i wypasu. Metody te przetestowano na mieszance roślin okrywowych składającej się z roślin strączkowych i innych roślin strączkowych, aby sprawdzić, jak wpływają one na produkcję pszenicy i zdrowie gleby. Doktor Mubvumba i jego zespół pobierali próbki gleby na różnych etapach badania i analizowali je pod kątem różnych składników gleby, w tym azotanów, amonu, węgla, azotu i zmagazynowanej wody glebowej.
„Przedstawione tutaj wyniki pokazują, że wypas roślin okrywowych w półsuchych ekoregionach o ograniczonych zasobach jest potencjalnie opłacalną opcją zarządzania gruntami, gdzie powszechną praktyką jest zintegrowana produkcja roślinna i zwierzęca” – podsumował dr Mubvumba. Pomimo corocznego zmniejszania biomasy roślin okrywowych o połowę, wypas nie wpływał konsekwentnie na mierzone parametry gleby w porównaniu z nie wypasanymi roślinami okrywowymi. Sugeruje to, że wypas mógłby złagodzić koszty produkcji roślin okrywowych, czyniąc ich wdrożenie bardziej wykonalnym, przy jednoczesnym czerpaniu związanych z tym korzyści w zakresie zrównoważonej produkcji.
Gatunki roślin okrywowych zawartych w mieszance poprawiły właściwości fizyczne i zdolność gleby do uzupełniania wilgoci, ostatecznie prowadząc do plonów pszenicy porównywalnych z plonami uprawianymi odłogiem (nie okrywowymi) w niektórych latach. Ponadto biomasa roślin okrywowych efektywnie wykorzystuje składniki odżywcze w systemie glebowym, dostarczając znacznie więcej azotu organicznego w porównaniu z długoterminowymi praktykami bezorkowymi bez roślin okrywowych.
Jednakże dr Mubvumba i jego zespół zaobserwowali, że wykorzystanie roślin okrywowych może wyczerpać ograniczone zasoby azotu i wody w glebie, potencjalnie wpływając na późniejsze uprawy pszenicy, jeśli rozkład resztek roślin okrywowych będzie powolny. „Zastosowana wielogatunkowa mieszanka roślin okrywowych została opracowana tak, aby dominowały rośliny strączkowe, aby złagodzić unieruchomienie azotu, ale z powodu nieregularnych opadów wyniki gatunków roślin strączkowych osiągały słabsze wyniki, co skutkowało pozostałościami po roślinach okrywowych o niskiej zawartości azotu i wysokim stosunku węgla do azotu” – zauważył dr Mubvumba. Doprowadziło to do unieruchomienia azotu i obniżenia plonów pszenicy pomimo dodatku nawozów azotowych. Dlatego wybór odpowiednich gatunków roślin okrywowych dostosowanych do konkretnych obszarów może mieć kluczowe znaczenie dla sukcesu.
Różne rodzaje upraw wykazują różne proporcje węgla do azotu, które decydują o szybkości ich rozkładu i dynamice obiegu składników odżywczych. Dokładna aranżacja wyboru roślin okrywowych, ilości siewu, terminów zakończenia upraw i technik zarządzania jest kluczem do wykorzystania ich pełnego potencjału i zapewnienia zrównoważonych praktyk rolniczych w przypadku przyszłych zbiorów. Jednakże wybór gatunków roślin okrywowych i zarządzanie nimi wymagają delikatnej równowagi, zależnej od różnych czynników, takich jak warunki środowiskowe, praktyki rolnicze i względy ekonomiczne. Szczególnie w regionach półsuchych, gdzie opady są rzadkie, wpływ roślin okrywowych na zatrzymywanie wilgoci w glebie i obieg azotu staje się sprawą najwyższej wagi. Ogólnie rzecz biorąc, badanie to, przeprowadzone przez dr Mubvumbę i jego współpracowników, podkreśla, w jaki sposób rośliny okrywowe mogą pomóc w magazynowaniu węgla w glebie, zapobieganiu utracie azotu i przedostawaniu się azotu do naszych dróg wodnych, a także wspieraniu zrównoważonych praktyk rolniczych. Rolnicy rozważający zastosowanie roślin okrywowych powinni zwracać uwagę na prognozy opadów, sprawdzać poziom azotu w glebie i starannie planować optymalizację stanu gleby i zapewnienie długoterminowej produktywności.
ODNIESIENIE DO DZIENNIKA
Partson Mubvumba, Paul B. DeLaune, Frank M. Hons. „Wypas letnich roślin okrywowych ma wpływ na obieg węgla i azotu, wodę w glebie i plony pszenicy”. Bezpieczeństwo gleby, 2023.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.soisec.2023.100107.
