Cercetătorii de la Universitatea Cornell caută modalități de a ajuta la creșterea mai bună a culturilor de acoperire, cunoscute și sub denumirea de gunoi de grajd verde, care ar putea ajuta fermierii în căutarea lor de a cultiva culturi în cel mai durabil mod. Rezultatele lor au fost publicate în Crop Science, o publicație a Crop Science Society of America.

Măsurați fixarea azotului

Katherine Muller și echipa ei lucrează la strategii de măsurare a fixării azotului în programele de creștere pentru două culturi comune de acoperire: trifoiul purpuriu și veșca păroasă. Ambele culturi pot extrage azotul din aer pentru a le ajuta să crească. Aceasta se numește fixarea azotului.

„Gunoiul de grajd verde este o cultură folosită pentru a îmbunătăți fertilitatea solului”, spune Muller. „Ajută solul prin adăugarea de substanțe nutritive. Ne uităm la leguminoase, care aduc azot în sol datorită relației lor simbiotice cu bacteriile. ”

Îngrășămintele chimice

Utilizarea dejecțiilor verzi de leguminoase există de mii de ani. Cu toate acestea, după anii 1950, îngrășămintele chimice au devenit principala sursă de azot pentru fermierii din țările dezvoltate.

Acest lucru se datorează faptului că doi oameni de știință, Haber și Bosch, au găsit o modalitate de a extrage azotul din aer și de a produce îngrășăminte chimice.

Deși acest tip de îngrășământ este productiv, este nevoie și de energie pentru a-l face - și poate aluneca cu ușurință în corpurile de apă dacă nu este gestionat corect.

„Culturile de acoperire sunt instrumente importante de management ecologic”, spune Muller. „Încurajează comunitățile microbiene și introduc nutrienți în sol. În esență, ele contribuie la construirea unui sol fertil care poate furniza substanțe nutritive atunci când plantele au nevoie de ele. ”

Utilizarea culturilor de acoperire poate fi riscantă pentru fermieri, deoarece aceștia nu pot determina cantitatea exactă de azot furnizată solului. Îngrășămintele chimice permit calcularea exactă a cantității de azot aplicate unei culturi. Dar cât de mult azot este furnizat de fiecare tip de cultură de acoperire nu este un număr cunoscut.

Ameliorare selectivă pentru fixarea azotului

Cantitatea de azot furnizată de o cultură leguminoasă depinde de cât de bine crește și de cât de mult din azot provine din fixare față de absorbția din sol. În prezent, semințele de acoperire disponibile nu au o reproducere selectivă pentru fixarea azotului - o trăsătură valoroasă.

Crescătorii de plante lucrează la dezvoltarea soiurilor de cultură care acoperă riscurile și sporesc beneficiile pentru fermieri. Ei speră că soiurile mai bune vor crește utilizarea culturilor de acoperire ca alternativă la îngrășămintele chimice. Fixarea azotului este una dintre prioritățile lor principale pentru gunoiul verde de leguminoase.

Fixarea țintă a azotului în culturile de acoperire

„Ne propunem să ajutăm crescătorii de plante să dezvolte strategii pentru fixarea azotului în culturile de acoperire”, explică Muller. „Deoarece fixarea azotului este o trăsătură complicată care se schimbă pe măsură ce plantele cresc, momentul măsurătorilor este important”.

Pentru fermieri, cea mai importantă măsurare a fixării azotului este atunci când recolta este terminată. Gunoiul de grajd verde este terminat, de obicei, în etapa de înflorire târzie.

Întreruperea mai timpurie înseamnă că este posibil ca recolta să răsară și să devină buruiană. Cu toate acestea, programele de ameliorare pentru veșca păroasă și trifoiul purpuriu nu pot lua această măsurătoare, deoarece acestea trebuie să îndepărteze planta înainte de polenizare încrucișată.

 „Echipa noastră a făcut un experiment pe teren cu un program de reproducere activ”, spune Muller. „Am colectat țesuturile plantelor și am măsurat fixarea azotului. Am putut spune cât de mult din azotul plantei provine din fixare față de sol. "

Trei tipuri

Echipa a testat trei tipuri de eșantioane pe care un crescător de plante le poate lua pentru a le compara cu eșantionul cel mai relevant pentru fermieri. Apoi au măsurat fixarea azotului prin trimiterea probelor lor la un laborator care măsoară conținutul total de azot și abundența unui izotop stabil natural.

Azotul din sol are de obicei o abundență mai mare de izotop stabil de azot decât azotul din fixare. Acest lucru permite cercetătorilor să estimeze proporția de azot pe care o plantă o obține din sol versus fixare.

 „Recomandarea noastră este săcolectați tulpini din fiecare plantă în stadiul de înflorire timpurie pentru a măsura fixarea azotului prin izotopi stabili ”, spune Muller. „Aceasta oferă un bun proxy pentru fixarea azotului în plante întregi, măsurată în etapa de înflorire târzie, care este mai relevantă pentru fermieri.”

Fermierii vor să știe cât de mult azot aduc în câmpurile lor

Potrivit lui Muller, dacă crescătorii vor adăuga o singură măsurătoare, ar trebui să fie aceasta. Proporția de azot obținută prin fixare adesea nu se corelează cu mărimea plantei sau cu alte măsurători.

„Este important să se măsoare azotul real fixat în cultura de acoperire, deoarece poate varia”, spune Muller. „Fermierii vor să știe cât de mult azot aduc în câmpurile lor.

Trebuie să măsurăm și să furnizăm aceste informații cu precizie pentru a ajuta fermierii să ia decizii. Sperăm că cercetarea noastră va încuraja mai mulți fermieri să adopte leguminoasele pentru a acoperi culturile ca sursă de azot.