Endast en bråkdel av konventionella radgrödor odlar täckgrödor efter skörd, men en ny global analys från University of Illinois visar att praxis kan öka jordens mikrobiella överflöd med 27%.

Resultatet ökar grödornas rykte för att minska kväveförlusten, ogräsdämpning, erosionskontroll, och mer. Även om jordmikrobiell överflöd är mindre lätt att observera, det är ett oerhört viktigt mått för att uppskatta markens hälsa.

"Många ekologiska tjänster utförs av markmikrobiomet, inklusive näringscykling. Det är verkligen viktigt att förstå hur det fungerar och hur jordbruket kan bilda en friskare jordmikrobiom, säger Nakian Kim, doktorand vid Institutionen för grödor vid University of Illinois och huvudförfattare om en ny uppsats i Markbiologi och biokemi .

Andra studier har visat fördelar med att täcka beskärning på markens mikrobiella samhälle, men de flesta av dem har varit engångspåverkade av specifika platsförhållanden, unika säsongseffekter, egenartade hanteringsregimer, och forskarnas utvalda analysmetoder. Kims arbete är annorlunda genom att han letade efter universella mönster bland dussintals av dessa engångsstudier.

"Vår analys visar att över 60 fältstudier, det var en konsekvent 27% ökning av mikrobiellt överflöd i fält med täckgrödor kontra inga täckgrödor. Det är genom alla dessa studier från hela världen, säger Maria Villamil, docent i grödor och medförfattare på tidningen.

Forskargruppen genomförde en sökning av de befintliga studierna på täckgrödor, och avslutades med cirka 985 vetenskapliga artiklar. Av dessa, de höll bara studier som direkt jämförde täckgrödor och barmark, och utelämnade studier utförda i växthus eller som behandlade skörderester som täckgrödor. De såg också till att studierna var statistiskt sunda, med lagom stora provstorlekar. I slutet, de utvann och analyserade om data från 60 studier som rapporterade om 13 markmikrobiella parametrar.

"Därför måste urvalskriterierna vara så strikta. Vi ville jämföra studier som var solida, och med tillräckligt många repliker för att vi skulle kunna göra gällande påståenden om globala mönster, säger Villamil.

Forskargruppen delade in de 13 mikrobiella parametrarna i tre kategorier:mikrobiellt överflöd, aktivitet, och mångfald. Mikrobiell överflöd var inte den enda kategorin som visade en signifikant ökning med täckskörd jämfört med bar träda. Mikrobiell aktivitet ökade också med 22%, och mångfalden ökade med 2,5%.

"Alla kategorier är viktiga, men särskilt mångfald, eftersom ett varierat mikrobiom är mer motståndskraftigt. Med tanke på den nära kopplingen mellan mikrobiell mångfald och tillhandahållandet av ekosystemtjänster, små effekter kan gå långt för att öka hållbarheten. I det avseendet, Jag tror att täckgrödorna verkligen hjälper, " säger Kim.

Forskarna kunde också reta ut flera faktorer som låg ovanpå huvudeffekten av täckgrödor. Till exempel, hur var klimatet, metod för att avsluta täckning, eller jordbearbetning påverkar täckgrödornas förmåga att gynna markens mikrobiella samhälle?

Kim säger att användningen av nedbrutna herbicider som en metod för att avsluta grödor hade en starkt dämpande effekt på det mikrobiella samhället. "Resultaten var mycket intressanta. Med kemisk avslutning, effektstorleken var genomgående mindre jämfört med mekanisk avslutning. Med andra ord, fördelarna med täckgrödorna minskar på något sätt från herbiciderna. Jag tror att det är en stor takeaway."

Jordbearbetning gjorde också skillnad, enligt Kim. Han förväntade sig att konventionell jordbearbetning skulle minska effekten av täckgrödor på markmikroberna, men istället, bevarandebearbetning gjorde det. "Min gissning är att eftersom bevarande av jordbearbetning inkluderade att inte bearbeta alls, som gjorde att ogräs kunde växa på marken. Ogräset kunde ha efterliknat vad täckgrödorna gör. Så skillnaden mellan kontrollbehandlingen och täckgrödan kan minska på grund av ogräset. "

Eftersom deras effekter var indirekta, dessa sekundära faktorer behöver mer forskning innan riktiga påståenden kan göras. Villamils ​​forskargrupp har redan studier på gång för att få mer definitiva svar. Men under tiden, hon uppmuntras av resultaten av analysen som helhet.

"För mig, det var förvånande att se konsekvensen, positiv effekt av täckgrödor — överraskande men bra. Till sist! Jag har forskat på täckgrödor i våra typiska majs-sojabönor i Illinois sedan 2001, yet in these high-fertility environments, it has proven difficult to show any effects beyond cereal and annual rye capturing nitrogen (weather permitting). Changes in chemical and physical properties related to cover crop use are difficult to see, " Villamil says. "But the microbiome, that's where it's at. That's how everything is related. Thanks to this work, I have something to look forward to when I put in cover crops, and have generated many more questions in need of research."