Penn State-onderzoekers, in een recente studie, waren verrast om te horen dat ze exact hetzelfde aantal zaden van dezelfde planten konden nemen, zet ze op landbouwvelden in het Midden-Atlantische gebied en krijg een paar maanden later totaal verschillende stands met bodembedekkers.

De studie kwam bekend te staan ​​als "'farm-tuning' mengsels van bodembedekkers, " merkte onderzoeker Jason Kaye op, hoogleraar bodembiogeochemie, die eraan toevoegde dat de bevindingen significant zijn omdat ze aantonen dat het nodig is om dekgewassenmengsels aan te passen om de gewenste ecosysteemdiensten te bereiken, afhankelijk van de bodem en klimatologische omstandigheden.

Bodembedekkende mengsels bestaande uit meerdere soorten die afwisselend tussen marktgewassen worden geplant, bieden een reeks voordelen, zoals erosievermindering, wiet controle, en het toevoegen van koolstof en stikstof aan de bodem. Maar het blijkt, de expressie van soorten in een mengsel kan sterk verschillen tussen locaties.

De studie was nieuw vanwege de breedte en complexiteit. Onderzoekers volgden een gewasmix van vijf soorten, geplant gedurende twee groeiseizoenen op acht biologische melkveebedrijven in Pennsylvania en New York en op onderzoekspercelen in het Russell E. Larson Agricultural Research Center van Penn State. In de proefpercelen van de universiteit, onderzoekers manipuleerden de expressie van dekgewassen met stikstofinvoer en plantdata om de reactie van de verschillende soorten op bodemgesteldheid en groeidagen te leren.

"Er zijn maar heel weinig studies zoals deze geweest - vooral als we kijken naar mengsels van bodembedekkers die uit meer dan twee soorten bestaan ​​- die analyseren hoe soorten met elkaar omgaan, dus ik denk dat het belangrijk onderzoek is, "Zei Kaye. "Er is een misplaatste veronderstelling geweest dat je een mengsel van bodembedekkers plant en dat je overal hetzelfde resultaat krijgt."

Commerciële zaadbedrijven verkopen veel voorgeformuleerde zaadmengsels, maar ze kunnen ook aangepaste mixen maken, zei Kaye. "Onze resultaten laten zien dat met vaste, voorgeformuleerde mengsels, wat je kweekt, is niet altijd wat je verwacht."

In de studie, alle acht deelnemende boeren zaaiden de standaardmengeling en een "op de boerderij afgestemde" mengeling van dezelfde vijf soorten - canola, Oostenrijkse wintererwt, triticale, rode klaver en karmozijnrode klaver - met zaaisnelheden die zijn aangepast om de door de boer gewenste diensten te bereiken. Op elke locatie, onderzoekers analyseerden de effecten van anorganische stikstof in de bodem en groeidagen op de expressie van mengsels van bodembedekkers.

Toen anorganische stikstof in de bodem en groeidagen hoog waren, ze vonden, canola domineerde het mengsel, vooral in de herfst.

Uit hetzelfde zaadmengsel, de expressie van de dekgewassenmengsels varieerde sterk van land tot land, en onderzoekers veronderstelden dat deze variatie gecorreleerd was met anorganische stikstofconcentraties in de bodem en groeidagen, verklaarde hoofdonderzoeker Barbara Baraibar, die een postdoctoraal onderzoeker was bij de afdeling Plantenwetenschappen toen het onderzoek werd uitgevoerd.

Kaye's laboratorium in het College of Agricultural Sciences voert sinds 2011 een continu experiment uit om de effectiviteit van verschillende mengsels van bodembedekkers te evalueren.

In bevindingen die onlangs zijn gepubliceerd in PLOS EEN , de onderzoekers rapporteerden dat anorganische stikstof in de bodem de voorkeur gaf aan peulvruchten, terwijl een korter groeiseizoen de voorkeur gaf aan triticale. Veranderingen in de zaaisnelheid beïnvloedden de samenstelling van het mengsel in de herfst en de lente, maar interageerden met de groeidagen om de uiteindelijke expressie van het mengsel te bepalen.

De resultaten laten zien, Baraibar wees erop, dat wanneer de beschikbaarheid van anorganische stikstof in de bodem hoog is op het moment van het planten van bodembedekkers, zeer competitieve soorten kunnen mengsels domineren, die mogelijk de dienstverlening van andere soorten zou kunnen verminderen, vooral peulvruchten. En vroege plantdata kunnen de dominantie van agressieve soorten verergeren.

Op basis van deze studie, agrarische managers moeten de gewassoorten en zaaisnelheden kiezen op basis van hun anorganische stikstof in de bodem en plantdata om de levering van de gewenste diensten te garanderen, zij adviseerde, wat suggereert dat de echte waarde van dit onderzoek is dat het bruikbare informatie oplevert voor boeren die er gebruik van willen maken.

"We wilden een experiment hebben dat echt genoeg zou zijn voor boeren om de gegevens te kunnen gebruiken, " zei Baraibar. "We wilden weten wat er werkelijk gebeurt als we deze mengsels van bodembedekkers planten op veel verschillende boerderijen met verschillende bodems en ander management. Ons onderzoek maakt de weg vrij voor boeren en zaadbedrijven om bodem- en klimaatkennis te gebruiken om aangepaste zaadmengsels te ontwerpen met voorspelbare groei van de verschillende soorten."