Global meta-analyse kvantificerer fordelene ved brug af dækafgrøder

I årevis har både videnskabsmænd og landmænd diskuteret, om brugen af ​​dækafgrøder - planter, der bruges til at dække jorden efter høst af hovedafgrøder - har en positiv eller negativ indvirkning på det efterfølgende afgrødeudbytte. Hundredvis af undersøgelser er blevet udført om emnet, som hver har resulteret i en anden konklusion.

Forskere ved Indiana University School of Science i Indianapolis indsamlede data fra mere end 100 markforsøg over hele kloden og fandt ud af, at dækafgrøder har en netto-positiv effekt, hvilket samlet set øger afgrødeudbyttet med 2,6 % globalt. Iøjnefaldende blandt resultaterne var, hvor væsentligt udbyttet gavnede af brugen af ​​bælgfrugter som dækafgrøder, herunder ærter, vikke og kløver.

Yu Peng, en ph.d. studerende på School of Science, ledede en omfattende undersøgelse ved hjælp af litteratursyntese og meta-analyse for at kvantificere resultaterne af de indsamlede data. Peng og hans team indsamlede over 1.000 registreringer af markbaserede udbyttedata og analyserede, hvordan dækafgrødetype, jordtekstur, jordvandsforhold, tørhed, dækafgrødevarighed og anden forvaltningspraksis påvirker afgrødeudbyttet.

"Da jeg studerede i Indiana, omgivet af en rig landbrugsarv, har jeg været vidne til udfordringer, som landmænd står over for, herunder jordforringelse og tab af næringsstoffer," sagde Peng. "Denne forskning har til formål at øge adoptionsraten for dækafgrøder ved at imødegå landmændenes bekymringer om potentielt udbyttetab i hovedafgrøden og derved gavne landbrugsmiljøer."

Bælgholdige dækafgrøder viste en udbyttestigning på 9,8 % sammenlignet med ikke-bælgplanter dækafgrøder - som rug, havre, raps og blandede dækafgrøder - som ikke viste nogen statistisk signifikans. Derudover resulterede introduktion af bælgfrugter af dækafgrøder uden gødskning af hovedafgrøder i en stigning i udbyttet på 21,8 %.

Majs, den mest producerede afgrøde i Midtvesten og USA, er en af ​​to afgrøder, der har størst fordel af enhver form for dækafgrøde, med et øget udbytte på 4,7 %. Byg, en anden stor amerikansk afgrøde, havde det mest forbedrede udbytte på 8,3 %. Data tyder på, at udbyttet kan blive endnu højere ved at bruge bælgfrugtdækning.

Forskere opdagede, at dækafgrøder har størst fordel under næringsstofbegrænsede forhold. For eksempel havde regnfodrede tørområder et øget udbytte fra dækafgrøder, hvorimod regnfodrede ikke-tørre områder ikke oplevede nogen væsentlig påvirkning. Derudover blev der observeret en stigning i udbyttet på 10,5 %, når gødning ikke blev brugt sammen med dækafgrøde, men udbyttestigningen faldt til 1,8 %, når det kombineres med gødningsbehandling.

Grovere jordarter som sandet ler og leret sand havde en tendens til at øge udbyttet under dækafgrøde. Omvendt oplevede fintekstureret jord som lerjord og lerjord en reduktion under dækafgrøden, hvilket påvirkede udbyttet negativt.

"Ikke enhver dækafgrøde er egnet til enhver markforvaltningspraksis i ethvert miljø," sagde Peng. "Mit håb er, at denne artikel fører til øget anvendelse og smartere dækafgrødemetoder ved at tilbyde omfattende vejledning i valg af optimale dækafgrødestrategier baseret på deres mål, herunder typen af ​​dækafgrøder, der skal bruges, hvilken forvaltningspraksis der skal kombineres med og overvejelser om lokale meteorologiske faktorer."

Dækafgrøder kontrollerer jorderosion, øger jordens fugtighed, forbedrer jordstrukturen og øger organisk stof. Lixin Wang, professor ved Institut for Jord- og Miljøvidenskab og tilsvarende forfatter til undersøgelsen, sagde, at han håber, at dette arbejde tilskynder til en mere udbredt anvendelse af dækafgrøder, ikke kun for de fordele, det giver landmændene, men også for jordens miljø.

"Landbrug efterlader et stort miljømæssigt fodaftryk," sagde Wang. "Ofte forurener det vand og producerer masser af drivhusgasser. Derfor ønsker vi at minimere miljøbelastningen og samtidig sikre, at vi har et tilstrækkeligt afgrødeudbytte. Vi mener, at dækafgrøder er et potentielt værktøj til at hjælpe med at opnå dette."

Landbrug er en vital del af Indianas økonomiske sundhed. Det anslås, at landbruget årligt bidrager med $35,1 milliarder til Indianas økonomi. Landbrugsjord dækker to tredjedele af statens samlede areal. Men ifølge data fra Indiana State Department of Agriculture planter mindre end 10 % af Indiana-bønderne dækafgrøder.

I øjeblikket arbejder Peng med landmænd i Fort Wayne, Indiana, for at udføre sit eget feltforskning vedrørende dækafgrøder, deres brug og deres indvirkning på lokalsamfundet. Overordnet set har han visioner for en bred skala af forskningsprojekter, der tackler forskellige naturbaserede landbrugsløsninger, der spænder fra majsbælte-regionerne i USA til verdensomspændende skala.

"Efter at have leveret videnskabeligt bevis til landmænd for, at brug af dækafgrøder vil gavne miljøet uden udbyttetab, undersøger den næste ramme, hvad det ellers kan bidrage til," sagde Peng. "Under min research tænkte jeg altid "Du planter din majs og høster den, men hvad er der ellers at tænke på?" Drivhusgasser kunne være ét svar.

"Hvis dækafgrøder viser sig at være effektive til at mindske drivhusgasemissioner, tyder det på, at landmænd kan kæmpe mod den globale opvarmning gennem en omkostningseffektiv og bredt replikerbar tilgang."

Værket er publiceret i tidsskriftet Field Crops Research .

Flere oplysninger: Yu Peng et al., Global syntese af dækafgrøders indvirkning på hovedafgrødeudbyttet, Markafgrødeforskning (2024). DOI:10.1016/j.fcr.2024.109343

Leveret af Indiana University