«Поскольку общество предъявляет все возрастающие требования к сельскохозяйственным угодьям, помимо производства продуктов питания, включая экосистемные услуги, нам нужен новый способ оценки« успеха »в сельском хозяйстве», — сказал Джейсон Кэй, профессор биогеохимии. "Это исследование представляет собой основу для рассмотрения набора экосистемных услуг, которые могут быть получены из сельскохозяйственных земель, и того, как покровные культуры влияют на этот набор услуг.«Покровное растениеводство — одна из наиболее быстро развивающихся стратегий сохранения почвы и водных ресурсов в регионе Чесапикского залива, и мы действительно рассчитываем на будущее улучшение качества воды в заливе. Наш анализ показывает, как усилия по улучшению качества воды с помощью покровных культур повлияет на другие экосистемные услуги, которые мы ожидаем от сельскохозяйственных земель ".В исследовании, опубликованном в мартовском выпуске журнала «Сельскохозяйственные системы», количественно оценивались преимущества покровных культур более чем для 10 экосистемных услуг.
Преимущества включали увеличение содержания углерода и азота в почвах, предотвращение эрозии, усиление колонизации микоризой (полезный почвенный гриб, который помогает растениям поглощать питательные вещества) и подавление сорняков.Ведущий исследователь Миган Шипански объяснила, что часто используемые измерения экосистемных услуг могут вводить в заблуждение из-за эпизодического характера некоторых услуг и временной чувствительности окон управления.
«Например, преимущества удержания питательных веществ проявляются в основном во время роста покровных культур, преимущества подавления сорняков проявляются во время роста товарных культур за счет эффекта наследия покровных культур, а преимущества углерода в почве постепенно накапливаются в течение десятилетий», — сказала она. «Объединив набор экосистемных услуг в единую аналитическую структуру, мы подчеркнули потенциал покровных культур для влияния на широкий спектр экосистемных услуг. По нашим оценкам, покровные культуры увеличили восемь из 11 экосистемных услуг. Кроме того, мы продемонстрировали важность учет временной динамики при оценке воздействия системы управления на экосистемные услуги ».
По словам Скипански, которая занималась постдокторской диссертацией в Пенсильванском университете, когда она руководила исследованием покровных культур, произошел компромисс между экономическими показателями и экологическими выгодами. В настоящее время доцент кафедры почвенных наук и сельскохозяйственных культур Университета штата Колорадо, она отметила, что посев покровных культур станет более привлекательным, если цены на удобрения вырастут или если будут разработаны скромные программы разделения затрат, подобные той, которая действует в настоящее время в Мэриленде. .Исследователи смоделировали трехлетний севооборот соя-пшеница-кукуруза с покровными культурами и без них в центральной Пенсильвании, который представил агроэкологические условия, широко репрезентативные для северо-восточного и среднеатлантического регионов. В севооборот вошли красный клевер, засеянный под озимую пшеницу в марте, и озимая рожь, посеянная после осеннего сбора кукурузы. В исследовании, финансируемом Министерством сельского хозяйства США, использовались моделируемые методы управления, включая обработку почвы, использование синтетических удобрений и механическую борьбу с сорняками.
Посадка покровных культур уже считается экологически безопасной практикой. Фактически, это настолько выгодно, что Национальная служба сохранения ресурсов в прошлом месяце поставила цель увеличить площадь посевных площадей под покровными культурами в стране с нынешних 2 миллионов до 20 миллионов к 2020 году.По данным NRCS, в 2006 году только 5 процентов посевных площадей в регионе Чесапикского залива ежегодно высаживались покровными культурами, а на 88 процентах акров покровные культуры никогда не высаживались.
В 2011 году на 52 процентах акров покровные культуры высаживались не реже одного раза в четыре года, а на 18 процентах акров покровные культуры высаживались ежегодно. По оценкам NRCS, увеличение годового использования покровных культур в 2011 году привело к снижению потерь наносов в среднем на 78 процентов, потере поверхностного азота на 35 процентов, снижению подземных потерь азота на 40 процентов и снижению общих потерь фосфора на 30 процентов.Но многие фермеры не сажали покровные культуры, потому что не видели финансовых стимулов для этого, по словам Кайе.
Это во многом объясняется тем, что традиционный метод расчета экономической стоимости покровных культур, используемый сельскохозяйственными производителями, — оценивающий только итоговое увеличение урожайности товарных культур за короткий период — не был убедительным.«Наиболее распространенными показателями для оценки систем земледелия являются урожайность зерна и кормов, а также краткосрочная прибыльность», — сказал он. «В этом контексте покровные культуры рассматриваются как инструмент, который следует использовать только в том случае, если они не мешают производству товарных культур».