Колебания количества осадков — одна из главных угроз для современного земледелия. Избыток влаги провоцирует вспышки вредителей и патогенов, вытесняет кислород из почвы и ускоряет эрозию, а засуха вызывает у растений физиологический стресс и нарушает доступность питательных веществ. Всё это дестабилизирует микробные сообщества почвы, которые отвечают за секвестрацию углерода, биоконтроль и устойчивость культур к неблагоприятным условиям.
Команда исследователей из Университета Макгилла (Квебек, Канада) провела эксперимент на научно-исследовательской ферме им. Эмиля А. Лодса, протестировав два подхода. Первый — смешанные посевы, когда несколько культур выращиваются в чередующихся рядах. Второй — замена однолетней пшеницы на многолетнюю кернзу (Kernza), торговую марку зерна, получаемого из пырея промежуточного. Это растение выведено методами традиционной селекции и отличается от обычной пшеницы корневой системой, уходящей на глубину до 5 метров (против 1 метра у пшеницы), что существенно повышает устойчивость к засухе и защищает почву от эрозии.
В опыте задействовали шесть вариантов: чистый посев яровой пшеницы, её смесь с фасолью, сочетание с покровными культурами — белым клевером и райграсом, комбинацию всех этих культур, монокультуру многолетней пшеницы и многолетнюю пшеницу в смеси с лядвенцом рогатым и белым клевером. Участки подвергали имитации засухи и повышенной влажности — отклонение от нормы составляло 30%.
Анализ почвенной ДНК и лабораторные исследования показали: оба подхода — и смешанные посевы, и многолетняя пшеница — увеличили численность полезных грибных симбионтов и изменили структуру микробного разнообразия. Чем выше была агрокультурное разнообразие, тем сильнее варьировался состав микробных сообществ, что, по мнению авторов, повышает способность почв адаптироваться к меняющимся условиям.
Как подчеркнула первый автор работы Дениз Даттон, традиционные монокультурные системы ослабляют почвенные микробные сообщества, делая земли уязвимыми перед засухами и наводнениями. Исследование предлагает конкретные практики — от чередования культур до внедрения многолетних зерновых — и призвано стать отправной точкой для фермеров и политиков, формирующих стратегии устойчивого земледелия.
