Bönder runt om i världen är angelägna om att skydda sin viktigaste tillgång:sin jord. Jorden stöder och berikar deras grödor. Men det relativt tunna lagret av matjord kan lätt sköljas bort i bäckar, bära med sig oönskade näringsämnen.

Ange täckgrödor. Täckgrödor är oätliga växter som odlas under lågsäsong. Deras rötter hjälper till att hålla jorden på plats, förhindra erosion. Täckgrödor kan till och med absorbera överskott av näringsämnen som kväve för att hindra dem från att förorena vattendrag. Bönder är allt mer intresserade av att använda täckgrödor för att hjälpa sina gårdar. Men med en svindlande mängd växter att välja mellan och komplexa växtföljder, att göra rätt val är ingen lätt bedrift.

"Jag tror att täckgrödor är ett mycket viktigt verktyg för att både behålla jord och hålla näring på gården, säger María Villamil, en forskare vid University of Illinois och medlem av American Society of Agronomy. "I Mellanvästern, vi har mycket tur som har jordar med hög fertilitet, gör oss till stora leverantörer av mat över hela världen. Skyddet av våra jordar är avgörande."

För att hjälpa bönder i Illinois att välja rätt täckgröda, Villamil och hennes team bestämde sig för att testa flera potentiella täckgrödor. De planterade olika täckgrödor mellan den vanliga mellanvästernrotationen av majs och sojabönor. Forskarna arbetade nära bönderna för att välja vilka täckgrödor som skulle testas.

"De ville testa olika täckgrödor, speciellt de som inte genererar extra arbete på våren och andra som inte kommer att konkurrera med majsen om resurser, säger Villamil.

Bönder föredrog att odla råg från spannmål som täckgröda innan sojabönor planterades. Rågen fångade upp det kväve som fanns kvar i jorden efter föregående års majsodlingssäsong. Men, när bönder planerade att odla majs, de föredrog att använda en vicker täckgröda. Vicker är en baljväxtgröda, vilket innebär att det kan ge kväve för majsen att använda senare under säsongen. Vicker använder också mindre vatten än spannmålsråg, vilket innebär att majsgrödan inte behöver arbeta lika hårt för att konkurrera om begränsade vattenresurser.

Villamils ​​team satte upp experimentplaner på sex platser runt om i staten. Mot slutet av växtsäsongen för majs eller sojabönor, forskare gick genom odlingsfälten för att sprida täckfrön bland växterna. Detta efterliknar sådd med flygplan. Sådd från luften har varit en populär idé att plantera täckgrödor i tid över befintliga grödor på fält. Täckgrödorna de testade var bland annat vårhavre, röd klöver, ettårig rajgräs och rädisor, bland andra.

Sedan spårade forskarna hur väl täckgrödorna växte, hur markegenskaper förändrades över tiden, och avkastningen av framtida matgrödor.

Förvånande, täckskördarna hade inte någon större effekt på jorden. "Det var inte mycket förbättring av markegenskaperna med att använda en täckgröda, förutom kanske växlingen med det årliga rajgräset, säger Villamil.

Den största anledningen till att de flesta täckgrödorna inte påverkade jorden särskilt mycket är att de flesta av dem dog under vintern. Det beror till stor del på vädret. Mellanvästernstater som Illinois är föremål för potentiellt hårda vintrar, särskilt i den norra delen av staten. Den sändningssådd forskarna gjorde innebar också att fröna helt enkelt satt ovanpå jorden. Det innebar att täckgrödorna hade svårare att gro än om fröna hade grävts ner i jorden.

Men täckgrödor som dör över vintern kan vara bra. Döda täckgrödor betyder att bönderna kommer att ha mindre arbete med att döda dem på våren. Men de är också mindre effektiva när det gäller att skydda jorden eller absorbera näringsämnen.

Ettårig rajgräs och spannmålsråg, båda gräsen, överlevde i stort sett vintern, liksom den håriga vickern, en baljväxt som sojabönor. Gräsen minskade något framtida majsskörd. Det beror förmodligen på att de konkurrerar med majs om vatten på våren.

"Skörden av sojabönor påverkades inte alls. Sojabönor växer mycket bra med täckgrödor, så vi måste dra nytta av det, säger Villamil.

Teamet testade också hur bearbetning av fälten påverkade jorden och skördarna, men såg bara blygsamma effekter.

"Lärden är att att vrida fördelar från täckgrödor kräver ett större engagemang för att använda dem för att skydda jorden, " säger Villamil. "Det betyder att man väljer täckgrödor som kan överleva vintern, växa mycket på våren, och hålla fast vid jorden hela tiden. Vissa täckgrödor kan minska framtida skördar något, men på lång sikt, att skydda vår jord är värt det."

"Om vi ​​vill se fördelar med täckgrödor, vi måste fokusera på att hantera våra odlingssystem för täckgrödor, ge dem utrymme att växa, och använda dem strategiskt efter majsgrödor, eller ensilagemajs eller till och med vete, om vi har turen att ha den här grödan i omloppet", säger hon. "Vårt främsta mål när vi använder täckgrödor bör vara att skydda jorden och lämna jordens näringsämnen på plats."