Hur ökar du markens vatteninnehåll och markens hälsa utan att bevattna? Täck det bäst med ett lager halm, avslutar en ny studie.

Bönder på Kinas Lössplatå har i årtionden använt både plast och halm som jordtäcke, eller kompost, mellan grödor. Mycket av regionens jordbruk, varav majs är en stor del, är torrland; grödorna beror enbart på säsongsbetonad nederbörd. Torra perioder kan skada grödans tillväxt och skörd. Så de två komposterna – både billiga och lättillgängliga – används för att stoppa vattenförlust från avdunstning och hålla jorden varm.

Även om komposterna hade använts sedan 1970-talet, "det gjordes inga studier om effekten av mulching på markkvaliteten, markens hälsa, och kolbindning, " sa Upendra M. Sainju. Sainju är markforskare vid USDA-ARS Northern Plains Agricultural Research Lab i Montana.

För att undersöka detta, samt komposternas effekter på majsskörd, forskarna designade ett femårigt experiment där de jämförde halmkompost, plastkompost, och ingen kompost. På deras testplatser vid Changwu Agro-Ecological Station, de täckte jorden i maj och tog bort komposterna när majsen skördades i oktober. De tog jordprover i slutet av varje säsong för att analysera kol. Forskarna jämförde också majsskörden mellan de olika tomterna.

I genomsnitt, majsskörd var högst i plastkomposten, med 21 till 25 procent. Halmkompostering ökade också avkastningen jämfört med bar jord, men bara med fem procent. Vad kan vara ansvarigt för denna skillnad? Eftersom halm innehåller mycket kol, nedbrytande mikrober livnär sig på fritt kväve i jorden för att balansera sin kost. Detta tar bort kväve - ett viktigt växtnäringsämne - från majsen, påverkar dess avkastning.

Dock, organiskt kol i marken var högst i halmkomplantorna. Detta är önskvärt eftersom kolrika jordar är bättre på att ta bort växthusgaser från luften, sa Sainju. Jordar med högre kolhalt innehåller också mer näringsämnen och har en kaksmuleliknande struktur. Båda dessa egenskaper gynnar grödor.

I plastkomposterna, det extra vattnet ökade mikrobiell aktivitet. De hungriga mikroberna konsumerade organiskt material i jorden, omvandlar det till koldioxid i processen. Genom att använda markens kol minskar detta snabbt jordens förmåga att fungera som en sänka för kol.

"Vi trodde att plastkomposten skulle vara bättre eftersom den ökar markfuktigheten, ", sa Sainju. "Resultatet var överraskande i den meningen att om du har för mycket vatten ökar det den mikrobiella aktiviteten, som kan bryta ner organiskt kol."

Att bygga markens kol är ett viktigt långsiktigt mål över hela världen, speciellt i Kina. Bönder i Kina kan tjäna pengar på koldioxidkrediter när de förbättrar jordens förmåga att lagra kol. Detta gör halm till vinnaren, enligt forskarna. Även om halmkompostering ökade mikrobiell aktivitet som använde kväve, odlare kan justera användningen av kvävegödsel för att hjälpa till att balansera processerna. Detta kommer att öka markens kol och skapa höga skördar.