I åratal har både forskare och bönder diskuterat om användningen av täckgrödor - växter som används för att täcka marken efter skörd av huvudgrödor - har en positiv eller negativ inverkan på efterföljande skörd. Hundratals studier har utförts i ämnet, var och en har resulterat i olika slutsatser.
Forskare vid Indiana University School of Science i Indianapolis sammanställde data från mer än 100 fältförsök över hela världen och fann att täckgrödor har en nettopositiv inverkan, vilket totalt sett ökar skörden med 2,6 % globalt. Utmärkande bland fynden var hur mycket skörden gynnades av användningen av baljväxter som täckgrödor, inklusive ärter, vicker och klöver.
Yu Peng, en Ph.D. student vid Science School, ledde en omfattande studie med litteratursyntes och metaanalys för att kvantifiera resultaten av insamlade data. Peng och hans team samlade in över 1 000 register över fältbaserade skördedata och analyserade hur täckgrödas typ, markstruktur, markvattenförhållanden, torrhet, täckskördens varaktighet och andra förvaltningsmetoder påverkar skördens avkastning.
"När jag studerade i Indiana, omgiven av ett rikt jordbruksarv, har jag bevittnat utmaningar från första hand som bönder står inför, inklusive jordförstöring och förlust av näringsämnen," sa Peng. "Denna forskning syftar till att öka användningsgraden för täckgrödor genom att ta itu med jordbrukarnas oro över potentiell avkastningsförlust i huvudgrödan, och därigenom gynna jordbruksmiljöerna."
Baljväxter visade en skördeökning på 9,8 % jämfört med täckgrödor som inte var baljväxter – som råg, havre, raps och blandade täckgrödor – som inte visade någon statistisk signifikans. Dessutom resulterade införandet av baljväxter med täckgrödor utan att gödsla huvudgrödor i en skördsökning på 21,8 %.
Majs, den mest producerade grödan i Mellanvästern och USA, är en av två grödor som drar mest nytta av alla typer av täckodling, med en ökad avkastning på 4,7 %. Korn, en annan stor amerikansk skörd, såg den mest förbättrade avkastningen på 8,3 %. Data tyder på att skörden kan bli ännu högre genom att använda baljväxter.
Forskare upptäckte att täckgrödor har störst nytta under näringsbegränsade förhållanden. Till exempel hade regnmatade torrmarker en ökad avkastning från täckgrödor, medan regnfodrade icke-torrmarker inte såg några betydande effekter. Dessutom observerades en skördeökning på 10,5 % när gödselmedel inte användes vid sidan av täckodling, men skördeökningen sjönk till 1,8 % i kombination med gödselbehandling.
Grövare jordar som sandig lerjord och lerig sand tenderade att öka skörden under täckodling. Omvänt såg finstrukturerade jordar som lerjordar och lerjordar en minskning under täckskörd, vilket påverkade avkastningen negativt.
"Inte varje täckgröda är lämplig för alla fältförvaltningsmetoder i varje miljö," sa Peng. "Min förhoppning är att den här artikeln leder till ökad användning och smartare metoder för täckodling genom att erbjuda omfattande vägledning för att välja optimala täckningsgrödor baserat på deras mål, inklusive vilken typ av täckgröda som ska användas, vilka förvaltningsmetoder som ska kombineras med och överväganden om lokala meteorologiska faktorer."
Täckgrödor kontrollerar jorderosion, ökar markfuktigheten, förbättrar markstrukturen och ökar organiskt material. Lixin Wang, professor vid institutionen för geo- och miljövetenskaper och motsvarande författare till studien, sa att han hoppas att detta arbete uppmuntrar till en mer utbredd användning av täckgrödor, inte bara för fördelarna det ger bönder utan också för jordens miljö.
"Jordbruket lämnar ett stort miljöavtryck", sa Wang. "Ofta förorenar det vatten och producerar massor av växthusgaser. Det är därför vi vill minimera miljöpåverkan samtidigt som vi ser till att vi har en tillräcklig skörd. Vi tror att täckgrödor är ett potentiellt verktyg för att uppnå detta."
Jordbruket är en viktig del av Indianas ekonomiska hälsa. Det uppskattas att jordbruket bidrar med 35,1 miljarder dollar till Indianas ekonomi årligen. Jordbruksmark täcker två tredjedelar av statens totala areal. Men enligt data från Indiana State Department of Agriculture planterar mindre än 10 % av Indiana-bönderna täckgrödor.
För närvarande arbetar Peng med bönder i Fort Wayne, Indiana, för att utföra egen fältforskning angående täckgrödor, deras användning och deras inverkan på det lokala samhället. Sammantaget har han visioner för en storskalig serie forskningsprojekt, som tar itu med olika naturbaserade jordbrukslösningar som sträcker sig från majsbältsregionerna i USA till en världsomspännande skala.
"Efter att ha tillhandahållit vetenskapliga bevis för bönder att användning av täckgrödor kommer att gynna miljön utan skördeförlust, undersöker nästa ram vad mer det kan bidra till," sa Peng. "Under min forskning tänkte jag alltid "Du planterar din majs och skördar den, men vad finns det mer att tänka på?" Växthusgaser kan vara ett svar.
"Om täckodling visar sig vara effektiv för att minska utsläppen av växthusgaser, tyder det på att bönder skulle kunna kämpa mot den globala uppvärmningen genom ett kostnadseffektivt och allmänt replikerbart tillvägagångssätt."
Arbetet publiceras i tidskriften Field Crops Research .
Mer information: Yu Peng et al, Global syntes av täckgrödas effekter på huvudgrödans avkastning, Field Crops Research (2024). DOI:10.1016/j.fcr.2024.109343
Tillhandahålls av Indiana University
