Почвенные микроорганизмы играют важную роль в круговороте питательных веществ, накоплении углерода и устойчивости растений. Традиционные системы земледелия, основанные на выращивании одной культуры, могут ослабить эти микробные сообщества и сделать почвы более уязвимыми к засухе и наводнениям.
Исследование Университета Макгилла (Канада) показало, что диверсификация сельскохозяйственных культур и замена однолетней пшеницы многолетними зерновыми может помочь сохранить здоровье почвы в условиях изменения климата.
Два подхода к восстановлению почвенного биоразнообразия
Учёные оценили два подхода: выращивание нескольких культур рядом друг с другом в чередующихся рядах (смешанные посевы) и замена однолетней пшеницы на кернзу — многолетнюю зерновую культуру, используемую для производства хлеба и пива, но отличающуюся от обычной пшеницы по вкусу и составу.
Важно! На экспериментальных участках были сымитированы изменения количества осадков с помощью специальных укрытий и систем, которые перенаправляли воду на соседние участки. Далее в лабораторных условиях была проанализирована почвенная микробная активность, что позволило получить объективные данные о реакции микроорганизмов на различные агротехнологии.
Изменение микробных сообществ: рост полезных грибов
Результаты показали, что как смешанные посевы, так и система многолетних растений привели к увеличению количества полезных грибов, связанных с корнями растений (микоризных грибов), и изменили структуру микробного разнообразия в почве. Кроме того, по мере увеличения разнообразия сельскохозяйственных культур возрастала и изменчивость микробных сообществ.
Адаптационный потенциал: Исследователи утверждают, что эта изменчивость может помочь почвам адаптироваться с течением времени, обеспечивая приспособленность некоторых микроорганизмов к меняющимся условиям. Чем выше разнообразие культур, тем выше разнообразие микробиома, что создаёт «подушку безопасности» для экосистемы.
Результаты исследования указывают на необходимость изменения сельскохозяйственной практики для её устойчивости к изменению климата и уменьшения влияния сельского хозяйства на это изменение.
Справка: Лаборатории Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования почвы на наличие опасных фитопатогенов, что подчёркивает важность микробиологического мониторинга для российского АПК.
Стратегические выводы для отрасли. Исследование канадских учёных имеет важные практические последствия для современного земледелия:
- Переход от монокультур к поликультурам. Доказанная связь между разнообразием культур и здоровьем почвенного микробиома подтверждает необходимость внедрения севооборотов, смешанных посевов и промежуточных культур для восстановления плодородия.
- Перспектива многолетних зерновых. Культуры типа кернзы, которые не требуют ежегодной перепашки, способствуют формированию стабильных микробных сообществ, улучшают структуру почвы и повышают её способность удерживать влагу, что критически важно в условиях учащающихся засух.
- Микробиом как индикатор устойчивости. Разнообразие и изменчивость почвенных микроорганизмов становятся ключевыми показателями здоровья агросистемы. Мониторинг микробиома может использоваться для оценки эффективности применяемых агротехнологий.
- Климатическая адаптация через биоту. Богатое микробное сообщество помогает растениям лучше переносить стрессовые условия, эффективнее усваивать питательные вещества и противостоять патогенам, снижая потребность в химических удобрениях и пестицидах.
В долгосрочной перспективе интеграция принципов диверсификации культур и перехода на многолетние системы земледелия станет надёжным фундаментом для создания климатически устойчивого сельского хозяйства, способного обеспечивать продовольственную безопасность в условиях меняющегося климата.
Источник