Många bönder odlar majs och sojabönor i rotation för att undvika den kontinuerliga majsavkastningen, men nu finns det ytterligare en anledning att rotera. Forskare vid University of Illinois har tillhandahållit ytterligare bevis för att roterande grödor ökar avkastningen och sänker utsläppen av växthusgaser jämfört med kontinuerlig majs eller sojaböna.

"Jag tror att bönder i dagens värld letar efter skäl att undvika att odla i en monokultur. De vill diversifiera och rotera sina system. Om de gör det delvis av hänsyn till miljön, väl, det sänker växthusgaserna. Och det kan potentiellt resultera i en betydande avkastningsökning, " säger Gevan Behnke, forskningsspecialist och doktorand i Maria Villamils ​​forskargrupp vid Institutionen för växtvetenskaper vid U of I.

Det finns andra studier där ute som tittar på sambandet mellan växtföljd och utsläpp av växthusgaser, men Behnkes studie är unik på ett par sätt. Först och främst, han tog prov på utsläpp av växthusgaser från åkrar som hade bibehållits som kontinuerlig majs, kontinuerlig sojaböna, roterade majs-sojabönor, eller roterat majs-sojaböna-vete, under jordbearbetning och hantering utan jordbearbetning, i 20 år.

"Dessa långsiktiga tomter är mycket stabila system. Ibland ser man inte effekterna av rotation eller jordbearbetning på flera år efter att dessa metoder införts. Det är en av höjdpunkterna i denna studie, " säger Behnke.

Att jämföra majsfasen av en majs-sojabönrotation med kontinuerlig majs visade en genomsnittlig avkastningsfördel på mer än 20 procent och en kumulativ minskning av lustgasutsläpp på cirka 35 procent.

Lustgas är en extremt potent växthusgas, med en global uppvärmningspotential – hur mycket värme en växthusgas fångar i atmosfären – nästan 300 gånger högre än koldioxid. Det är en biprodukt av denitrifieringsprocessen, under vilken bakterier i jorden bryter ner nitrat till inert kvävgas. Inte överraskande, Kväveoxidutsläppen är kopplade till hastigheten och tidpunkten för applicering av kvävegödsel.

"Lustgasnivåerna var höga i början av säsongen och lägre i slutet. Jordbrukare brukar sprida gödsel på våren och det tas upp av grödan under hela säsongen, " Behnke säger. "En typisk bonde skulle förvänta sig dessa resultat."

För sojabönor, som inte blir befruktad, rotation påverkade inte lustgasutsläppen jämfört med kontinuerliga sojabönor. Rotation ökade skörden av sojabönor med cirka 7 procent, dock.

Jordbearbetning påverkade inte utsläppen av växthusgaser, men praxis gav majs en kant på omkring 15 bushels per acre över majs i no-till management. Behnke säger att effekten kanske inte gäller gårdar utanför studieområdet, dock. Det beror på den andra unika aspekten av forskningen:platsen.

Studien genomfördes vid Northwestern Illinois Agricultural Research and Demonstration Center nära Monmouth. Med några av de mest produktiva jordarna i världen, Behnke säger att majsskördarna är högre där än nästan någon annanstans. Och högre avkastning betyder mer ytrester.

"Om du pratar med människor som arbetar på Monmouth Research Center, de kommer att säga att det ibland är svårt att plantera in i den långsiktiga no-tillen. Det är som att plantera i tjock kompost, Behnke säger. "Andra platser är inte lika välsignade när det gäller att biomassa och organiskt material återgår till marken." Han tillägger att andra studier som jämför jordbearbetning och hantering utan jordbearbetning i majs vanligtvis inte visar stora skillnader i termer av avkastning.