ricercatori della Penn State, in un recente studio, furono sorpresi di apprendere che potevano prendere lo stesso numero di semi dalle stesse piante, metterli nei campi agricoli in tutta la regione del Medio Atlantico e ottenere colture di copertura profondamente diverse pochi mesi dopo.

Lo studio divenne noto come "miscugli di colture di copertura 'farm-tuning', " ha osservato il ricercatore Jason Kaye, professore di biogeochimica del suolo, che ha aggiunto che i risultati sono significativi perché mostrano la necessità di personalizzare i mix di colture di copertura per ottenere i servizi ecosistemici desiderati, a seconda delle condizioni pedoclimatiche.

Le miscele di colture di copertura composte da più specie piantate a rotazione tra colture da reddito forniscono una serie di benefici, come la riduzione dell'erosione, controllo delle infestanti, e aggiungendo carbonio e azoto al suolo. Ma si scopre, l'espressione delle specie in una miscela può differire notevolmente da una località all'altra.

Lo studio era nuovo per la sua ampiezza e complessità. I ricercatori hanno monitorato un mix di colture di copertura di cinque specie piantato in due stagioni di crescita in otto aziende lattiero-casearie biologiche in Pennsylvania e New York e su terreni di ricerca presso il Russell E. Larson Agricultural Research Center di Penn State. Nei grafici sperimentali dell'Università, i ricercatori hanno manipolato l'espressione delle colture di copertura con apporti di azoto e date di semina per apprendere la risposta delle varie specie alle condizioni del suolo e ai giorni di crescita.

"Ci sono stati pochissimi studi come questo, in particolare guardando le miscele di colture di copertura che comprendono più di due specie, che analizzano come le specie interagiscono tra loro, quindi penso che sia una ricerca importante, " Ha detto Kaye. "C'è stato un presupposto fuorviante che si pianta una miscela di colture di copertura e si ottiene lo stesso risultato ovunque lo si metta".

Le aziende sementiere commerciali vendono molte miscele di semi preformulate, ma possono anche realizzare miscele personalizzate, ha detto Kaye. "I nostri risultati mostrano che con fisso, miscele preformulate, quello che cresci non è sempre quello che ti aspetti."

Nello studio, tutti e otto gli agricoltori partecipanti hanno seminato la miscela standard e una miscela "sintonizzata sulla fattoria" delle stesse cinque specie:colza, pisello invernale austriaco, triticale, trifoglio rosso e trifoglio cremisi, con tassi di semina adeguati per ottenere i servizi desiderati dagli agricoltori. In ogni luogo, i ricercatori hanno analizzato gli effetti dell'azoto inorganico del suolo e dei giorni di crescita sull'espressione della miscela di colture di copertura.

Quando l'azoto inorganico del suolo e i giorni di crescita erano alti, hanno trovato, canola ha dominato la miscela, soprattutto in autunno.

Dalla stessa miscela di semi, l'espressione della miscela di colture di copertura variava notevolmente tra le aziende agricole, e i ricercatori hanno ipotizzato che questa variazione fosse correlata alle concentrazioni di azoto inorganico del suolo e ai giorni di crescita, ha spiegato la ricercatrice capo Barbara Baribar, che era uno studioso post-dottorato presso il Dipartimento di Scienze delle piante quando è stato condotto lo studio.

Il laboratorio di Kaye presso il College of Agricultural Sciences ha condotto un esperimento continuo per valutare l'efficacia di varie miscele di colture di copertura dal 2011.

In risultati recentemente pubblicati in PLOS UNO , i ricercatori hanno riferito che l'azoto inorganico basso del suolo ha favorito le specie di leguminose mentre una stagione di crescita più breve ha favorito il triticale. I cambiamenti nei tassi di semina hanno influenzato la composizione della miscela in autunno e primavera, ma hanno interagito con i giorni di crescita per determinare l'espressione finale della miscela.

I risultati mostrano, Baribar ha sottolineato, che quando la disponibilità di azoto inorganico del suolo è elevata al momento dell'impianto di colture di copertura, specie altamente competitive possono dominare le miscele, che potrebbe potenzialmente diminuire i servizi forniti da altre specie, soprattutto i legumi. E le prime date di impianto possono esacerbare il predominio delle specie aggressive.

Sulla base di questo studio, i gestori delle aziende agricole dovrebbero scegliere le specie di colture di copertura e i tassi di semina in base all'azoto inorganico del suolo e alle date di impianto per garantire la fornitura dei servizi desiderati, lei ha consigliato, suggerendo che il vero valore di questa ricerca è che fornisce informazioni utilizzabili agli agricoltori che vogliono trarne vantaggio.

"Volevamo realizzare un esperimento abbastanza reale da consentire agli agricoltori di utilizzare i dati, " Ha detto Baraibar. "Volevamo sapere cosa succede realmente quando piantiamo queste miscele di colture di copertura in molte fattorie diverse che hanno terreni diversi e una gestione diversa. La nostra ricerca apre la strada agli agricoltori e alle aziende sementiere per utilizzare la conoscenza del suolo e del clima per progettare miscele di semi personalizzate con una crescita prevedibile delle diverse specie".