A bámulatos kura lóhere, avagy: a takarónövényeknek hála élettel telik meg a talaj

A kukoricanövényeknek nagy a nitrogén iránti étvágyuk. A Purdue Egyetem tudósai azt vizsgálják, hogy a kura lóhere, egy évelő hüvelyes növény mulcsozása elegendő nitrogént biztosíthat-e a kukorica számára. Így csökkentve a szintetikus műtrágyák szükségességét, miközben fokozza a talaj szervesszén-tárolását.

Ez az innovatív rendszer potenciálisan növelheti a talaj nitrogénellátását, amelyre a közép-nyugati kukoricatermesztésben nagy szükség van. Az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériumának Nemzeti Mezőgazdasági Statisztikai Szolgálata szerint csak Indiana 2023-ban több mint egymillió-kétszázezer tonna kukoricát termelt, több mint 5 milliárd dollár értékben.

„Az éves termelési rendszereinkben alkalmazott nitrogén jelentős százaléka a vízfolyásokba vagy a légkörbe kerül” – mondta Yichao Rui, a Purdue agronómiai tanszékének adjunktusa. „Akár a talajrendszerből, akár külső kijuttatásból származik, a kukoricának sok nitrogénre van szüksége ahhoz, hogy termőképes legyen.”

Kevéssé vizsgált hatások tesztelése

Rui vezeti azt az új projektet, amelynek célja a kura lóhere kukoricatermesztésre gyakorolt, kevéssé vizsgált hatásainak tesztelése.

Egy ökológiailag stabil rendszerben a kukorica más növényekkel váltakozna. A kukorica gazdasági potenciálja azonban jövedelmezőbb alternatívát kíván. A kura lóhere folyamatos kukoricatermesztési rendszerbe való integrálása egy lehetséges utat kínál mind a magas kukoricatermelékenység, mind a környezeti fenntarthatóság felé.

A téli takarónövény-termesztés egyre népszerűbb a közép-nyugati régióban. Egyre több gazdálkodó vet a kukorica vagy szója betakarítása után takarónövényeket, például gabonarozsdát, hogy a téli parlagon hagyás idején befedje a talajt. A vegetációs időszakban azonban a kukoricaföldeken jellemzően nincsenek ilyen takarónövények.

Egész évben életben marad

A kura lóhere, egy egyedülálló évelő hüvelyes növény, amely egész évben életben marad, kihasználhatja a monokultúrás kukoricarendszer kihasználatlan időbeli és térbeli réseit. A kura lóhere hüvelyes növényként a levegőből származó inert nitrogéngázt is megköti, és azt a kukorica számára felhasználható, növényileg hasznosítható formává alakítja át.

„Ez a hozzáadott ökológiai komplexitás a biológiai nitrogénmegkötéssel kombinálva egyedülálló lehetőséget kínál a talajban lévő szén felhalmozódásának fokozására a növény-mikroba kölcsönhatások erősítésével” – mondta Rui.

Rui munkatársai a projektben Sylvie Brouder, a Wickersham Mezőgazdasági Kutatási Kiválósági Tanszék és az agronómia professzora, Jeffrey Volenec, az agronómia professzora és Pratishtha Poudel, az agronómia adjunktusa. A kutatók kísérleteiket a Purdue Agronómiai Kutató és Oktató Központban található Vízminőségi Terepállomáson (WQFS) végzik.

Az új NIFA-vizsgálat a talajegészségügy dimenziójával egészíti ki a szántóföldi állomáson folyó számos vizsgálatot. Ezek közé tartoznak az üvegházhatású gázokkal és a vízminőséggel kapcsolatos vizsgálatok, amelyekben kukoricát vizsgálnak, összehasonlításképpen kura lóherével és anélkül. Szintén folyamatban vannak: a bioenergia-termelésben és a helyreállított prérirendszerekben használt fűfélékkel kapcsolatos kísérletek.

Nyomon követéshez terepállomás

A Purdue 1992-ben indította el a terepállomást. Azóta a trágyából a tavakba, patakokba és folyókba kerülő peszticidek, tápanyagok, hormonok és antibiotikumok mozgásának nyomon követésére használják. A terepállomás felszín alatti vízelvezető rendszere és speciális műszerei megkönnyítik ezeket a kritikus kutatási tevékenységeket.

„A kura-lóhererendszer környezeti teljesítményét még nem értettük meg teljesen” – mondta Volenec. Az előzetes adatok arra utalnak, hogy a kukorica ültetése ebbe a lóheregyepbe javítja a rendszer vízminőségét. Az üvegházhatású gázok kibocsátása, amelyet a WQFS ugyancsak nyomon követ, szintén a középpontban van, mivel hozzájárul az éghajlatváltozáshoz.

Újszerű fókusz

A talajszén dinamikája és eredményei újszerű fókuszt jelentenek a kura lóherét vizsgáló kutatók számára. A talajok világszerte mintegy 1550 gigatonnányi szenet tárolnak 1 méter mélységig. „Ez több szén a talajban, mint a globális növényzetben és a légkörben lévő szén együttvéve” – mondta Rui. A talajban lévő szén több szerves anyagot, jobb talajegészséget és több tápanyagot jelent a növénytermesztéshez.

Rui szerint a közép-nyugati talajok szenének körülbelül egyharmada és fele a légkörbe került, mióta az 1850-es években megkezdődött az intenzív gazdálkodás. Azelőtt a prérinövények egész évben borították a talajt, fotoszintézist végeztek, szenet kötöttek meg a levegőből, és sűrű gyökérrendszert alkottak, amely szorosan kapcsolódott a talajmikrobákhoz.

A modern kukoricafélék gyökérrendszere sekély és kevésbé erős, mivel a felszínen bőséges vízhez és szintetikus nitrogénhez jutnak. Ez a kukorica gyökerei és a talajmikrobák közötti kapcsolatot is lazítja, csökkentve ez utóbbiak képességét, hogy szenet pumpáljanak a talajba, ahol az a szerves anyag stabil forrásává válik. A kura lóhere megfordíthatja ezt a folyamatot, miközben csökkenti az eróziót és megtartja a nedvességet.

A takarónövényt nem kell elültetni. Csak ott van

A lucernához és a búzához hasonlóan a kura lóhere is az Európa és Ázsia között húzódó Kaukázus hegységből származik. „Ez egy terjedő lóhere” – mondta Brouder. A nyári hőségben visszahullik, majd ősszel újranő, hogy téli takarónövényként szolgáljon. „A takarónövényt nem kell elültetni. Csak ott van, aztán tavasszal visszavágjuk, és elültetjük a kukoricát.”

A kura lóhere agresszívan növekvő föld alatti futószárakat termel, ezek segítik a növény alkalmazkodási és növekedési képességét, még akkor is, ha a föld felett elszárad. „De az elpusztított levélszövet a talajra hullik, lebomlik, és a nitrogén a kukoricatermesztés számára elérhetővé válik” – mondta Brouder.

Ez elméletben egyszerűen hangzik. A rendszer gyakorlati megvalósítása azonban bonyolult logisztikai és gazdálkodási kérdések megoldását követeli meg. A   lóhere vetőmagját nehéz beszerezni. „Mint egy gyomnövény, úgy versenyez a kukoricával a vízért, a tápanyagokért és a fényért, ha nem megfelelően kezeljük” – mondta Volenec. A gazdáknak új eljárásokat kellene megtanulniuk. És még a lóherének a különböző gyomirtási rendszerekre adott reakciója is önmagában egy tanulmányt foglal magában a szántóföldi állomáson.

„Ezt mind ki kell találni, mielőtt bárki is próbálkozna ezzel a módszerrel” – mondta Brouder.

(Forrás: phys.org)