Севооборот: панацея для аграриев или скрытая угроза для почв?

Для многих фермеров Среднего Запада США выбор между ежегодным посевом кукурузы и ее чередованием с соей — это не только вопрос экономики, но и серьезное экологическое решение. Хотя преимущества севооборота известны десятилетиями, ученые из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне решили копнуть глубже, чтобы понять все нюансы этого агротехнического приема.

Используя сложную компьютерную модель агроэкосистемы, исследователи подтвердили: кукуруза, посаженная после сои, в среднем дает на 6,4% больший урожай при стандартных нормах внесения азотных удобрений. Секрет кроется в том, что остатки сои разлагаются быстрее, чем кукурузные, оставляя почву более открытой весной. Это позволяет земле быстрее прогреваться, что, в свою очередь, стимулирует почвенные микроорганизмы высвобождать из органического вещества дополнительный азот — он действует как естественная стартовая подкормка для молодых растений кукурузы. Однако этот положительный эффект сходит на нет по мере увеличения доз искусственных удобрений. «Чем больше азота вы вносите, тем меньше выгоды от севооборота вы получаете», — отмечает ведущий автор исследования Цзыи Ли.

С точки зрения экологии, севооборот оказался палкой о двух концах. С одной стороны, он помогает сократить выбросы закиси азота и аммиака из почвы — вредных парниковых газов. Но с другой, быстрое разложение соевых остатков приводит к снижению содержания в почве органического углерода, что является тревожным сигналом для ее долгосрочного здоровья. Кроме того, хотя в год выращивания сои вымывание азота в грунтовые воды сокращается из-за отсутствия удобрений, в следующий, «кукурузный» год, оно может даже усилиться, поскольку разложившиеся остатки сои высвобождают накопленный азот.

Экономический анализ показал, что в большинстве случаев севооборот выгоднее, чем непрерывное выращивание кукурузы, особенно при низких затратах на удобрения. Однако при резком росте цен на кукурузу или при использовании высоких доз азота эта выгода может значительно сократиться или даже исчезнуть, подталкивая фермеров к монокультурному земледелию.

Исследование подчеркивает, что в современном сельском хозяйстве нет универсальных решений. Выбор между прибыльностью и устойчивостью требует комплексного подхода. «Наша работа дает фермерам и политикам более целостное представление о взаимосвязи органического вещества, азота и урожайности», — говорит соавтор исследования Эндрю Маргенот. Результаты показывают, что аграриям необходимо тщательно взвешивать все «за» и «против», адаптируя свои практики к рыночным условиям и помня о долгосрочных последствиях для здоровья почвы, от которого зависит продовольственная безопасность в будущем.