Piantare e coltivare un mix strategico di colture di copertura non solo riduce la perdita di azoto dai campi agricoli, proteggere la qualità dell'acqua nella baia di Chesapeake, ma la pratica contribuisce anche con azoto alle successive colture da reddito, migliorare i rendimenti, secondo i ricercatori.

I vantaggi economici di portare la coltivazione di copertura al livello successivo sono importanti perché i benefici convinceranno più mais, coltivatori di grano e soia nelle regioni del nord-est e dell'Atlantico centrale ad adottare la pratica, hanno detto i ricercatori. Tali colture vengono coltivate su grandi superfici principalmente per nutrire bestiame come vacche da latte e da carne, maiali, e pollame.

"Le colture di copertura sono uno dei principali strumenti che abbiamo per ridurre i nutrienti nelle acque della baia di Chesapeake:hanno il potenziale per essere regolatori agricoli dell'azoto che riducono la lisciviazione attraverso il suolo e quindi forniscono azoto alle successive colture da reddito, " ha detto Jason Kaye, professore di biogeochimica del suolo. Il suo gruppo di ricerca presso il College of Agricultural Sciences della Penn State studia le specie di colture di copertura da quasi un decennio.

Eppure regolare l'azoto in questo modo si è rivelato difficile, perché le specie da copertura eccellono nel ridurre la lisciviazione di azoto o nell'aumentare l'apporto di azoto alle colture da reddito, ma non riescono a eccellere in entrambi contemporaneamente. I ricercatori hanno testato i banchi di colture di copertura di specie miste per vedere se potevano bilanciare le capacità di fissazione dell'azoto e di rimozione dell'azoto delle singole specie.

Hanno testato sei monocolture di colture di copertura e quattro miscele per i loro effetti sul ciclo dell'azoto in una rotazione di mais-soia-grano-grano gestita biologicamente presso il Russell E. Larson Agricultural Research Center di Penn State. Per tre anni, i ricercatori hanno utilizzato una serie di approcci integrati per quantificare la dinamica dell'azoto nel suolo e misurare l'assorbimento di azoto delle piante.

Nello studio, tutte le specie di colture di copertura, comprese le monocolture di leguminose, hanno ridotto la lisciviazione di azoto rispetto ai terreni a maggese. Le monocolture di segale di cereali hanno ridotto la lisciviazione dell'azoto del 90%, rispetto ai terreni incolti. In particolare, le miscele con un basso tasso di semina di segale hanno fatto quasi altrettanto bene. Le monocolture austriache di piselli invernali hanno aumentato maggiormente l'assorbimento di azoto nelle colture da reddito, rispetto al maggese. Al contrario, le monocolture di segale hanno ridotto l'assorbimento di azoto, rispetto al maggese.

I risultati della ricerca, pubblicato questo mese in PLOS One , mostrano chiaramente che la selezione delle specie di colture di copertura e la progettazione della miscela possono mitigare sostanzialmente i compromessi tra la ritenzione di azoto e l'apporto di azoto alle colture da reddito, fornendo un potente strumento per la gestione dell'azoto nei sistemi di coltivazione, ha sottolineato Kaye.

"Le miscele erano tutte molto brave a ridurre l'inquinamento, ma il loro impatto sui rendimenti è stato limitato, " ha detto. "Le miscele che si sono comportate meglio sono quelle che avevano una percentuale maggiore di legumi e mescolate in un po' di erbe come la segale. Le miscele che includono la segale dei cereali hanno drasticamente ridotto l'inquinamento perché le erbe stabiliscono la biomassa delle radici che trattiene l'azoto e fornisce attività microbica nel suolo".

Il processo in cui le colture di copertura mantengono i nutrienti fuori dai corsi d'acqua, proteggere la baia, e passare l'azoto alle colture da reddito è semplice. Kaye ha notato che in autunno, dopo la raccolta di un raccolto, c'è azoto nel terreno che potrebbe andare al Chesapeake. Una coltura di copertura può assorbire quell'azoto e quindi, quando la coltura di copertura viene abbattuta in primavera, l'azoto nei tessuti della coltura di copertura viene decomposto dai microrganismi nel terreno e trasferito alla successiva coltura da reddito, rendimenti crescenti.

I risultati della ricerca possono avere un significato tempestivo per i produttori di cereali per mangimi biologici della Pennsylvania, Kaye crede. Le colture di copertura sono particolarmente importanti nei sistemi biologici in cui la lavorazione del terreno viene utilizzata per gestire e uccidere le erbacce e le colture di copertura. In quelle situazioni, ridurre l'erosione nel suolo disturbato è fondamentale.

"L'agricoltura biologica sta crescendo molto rapidamente in Pennsylvania, " ha detto. "Un esempio è che Bell &Evans ha recentemente ampliato le operazioni di pollame biologico nello stato. Così, gli agricoltori hanno potenzialmente un mercato nuovo e in espansione per i cereali da foraggio coltivati ​​biologicamente. Incorporare miscele di colture di copertura nelle loro rotazioni li aiuterà a essere più produttivi senza aumentare l'inquinamento dei nutrienti".