Rolnicy ze Środkowego Zachodu stosujący uprawy międzyplonowe uzyskują niewielkie plony
Większość pól uprawnych na Środkowym Zachodzie Stanów Zjednoczonych leżała przez zimę goła. Od czasu zbiorów kukurydzy i soi – gdzieś pomiędzy wrześniem a grudniem – aż do wiosennego sezonu siewu, cenna wierzchnia warstwa gleby często pozostaje bez ochrony. Wiatr, topniejący śnieg i deszcz mogą usuwać wierzchnią warstwę gleby i składniki odżywcze z pól i przenosić je do rzeki Mississippi, gdzie zamiast zapewniać podstawę do produkcji roślinnej, przyczyniają się do zanieczyszczenia wody i wpływają do Zatoki Meksykańskiej.
Rośliny okrywowe są coraz częściej sadzone przez rolników między sezonami wegetacyjnymi w celu ograniczenia erozji gleby i spływu nawozów. Stwierdzono, że sadzenie roślin okrywowych chroni glebę, poprawia sekwestrację węgla w glebie, zmniejsza spływ azotu i fosforu oraz zmniejsza potrzebę chemicznego zwalczania chwastów. Jednak ostatnie badanie wykazało, że praktyka ta utrudniała plony podstawowych upraw dochodowych. Badanie, prowadzone przez naukowców z NASA Harvest, przeanalizowało produktywność pól uprawnych na Środkowym Zachodzie Stanów Zjednoczonych i wykazało, że przyjęcie upraw międzyplonowych wiązało się ze średnim uderzeniem plonów o 5,5 procent w przypadku pól kukurydzy i 3,5 procent w przypadku pól soi.
Mapa pokazuje wpływ na plony przyjęcia poplonów na pola kukurydzy w 2019 i 2020 r. w sześciu stanach: Iowa, Indiana, Missouri, Ohio, Illinois i Michigan. Czerwone i pomarańczowe obszary na mapie przedstawiają pola z obniżonymi plonami w odpowiedzi na wprowadzenie upraw okrywowych. Plony były najbardziej obniżone w ciemnoczerwonych obszarach.
W badaniu zidentyfikowano pola uprawne, na których stosowano rośliny okrywowe przez trzy lub więcej lat, korzystając z niedawno opracowanego zestawu danych dotyczących obecności roślin okrywowych w latach 2000-2021. Zbiór danych połączył dane dotyczące zieleni roślinności z Landsat i spektroradiometru obrazowania o średniej rozdzielczości NASA (MODIS) w celu zidentyfikowania pól za pomocą uprawy okrywowe. Analiza wykazała, że adopcja upraw międzyplonowych w sześciu stanach wzrosła czterokrotnie w ciągu ostatniej dekady: z 1,8 procent całkowitego areału upraw w 2011 r. do 7,2 procent w 2021 r.
Następnie naukowcy obliczyli plony na poziomie gospodarstwa na polach przy użyciu międzyplonów i wykorzystali metodę uczenia maszynowego, aby porównać te pola z podobnymi polami, na których nie było międzyplonów. Odkryli, że prawie wszyscy rolnicy stosujący uprawy okrywowe przez trzy lub więcej lat odnotowali mniejsze plony w porównaniu z rolnikami, którzy pozostawili glebę odkrytą. Plony były szczególnie utrudnione na polach kukurydzy i na suchszych polach; może to być spowodowane tym, że rośliny okrywowe konkurują z uprawami podstawowymi o wodę i składniki odżywcze.
„Zaobserwowałem podobne nastroje wśród rolników – wiele rzeczy musi pójść dobrze, aby uniknąć wpływu na plony, a to jest trudne” – powiedziała Jillian Deines, główna autorka badania, a obecnie naukowiec zajmujący się ziemią w Pacific Northwest National Laboratory. „To badanie jest rzadkim, ilościowym spojrzeniem na to, jak praktyki ochrony rolnej działają w świecie rzeczywistym, w porównaniu z ściśle kontrolowanymi poletkami eksperymentalnymi” – dodał Deines. Dane teledetekcyjne pozwoliły Deinesowi i współpracownikom przyjrzeć się wpływowi praktyk zarządzania na plony na poziomie pola, zamiast polegać na statystykach na poziomie hrabstwa.
W Stanach Zjednoczonych polityka federalna i stanowa zachęca do sadzenia roślin okrywowych poprzez pokrywanie kosztów adopcji. Uprawy okrywowe mogą zapewnić korzyści dla środowiska, w tym ograniczenie erozji gleby i spływu azotu i fosforu do dróg wodnych, co przyczynia się do zakwitów glonów i martwej strefy w Zatoce Meksykańskiej. Jednak uprawy okrywowe mogą być pracochłonne i kosztowne w realizacji, a jak pokazują te badania, mogą wpływać na plony.
„Rolnictwo jest bardzo trudnym biznesem, a rzeczy zwykle nie działają zgodnie z planem” – powiedział David Lobell, który jest współautorem badania i prowadzi badania plonów dla NASA Harvest. Lobell dodał: „Połączenie danych satelitarnych i potężnych metod uczenia maszynowego może pomóc nam podejmować bardziej świadome decyzje dotyczące praktyk ochronnych i wszelkich polityk niezbędnych do wspierania ich przyjęcia”.
Zdjęcia NASA Earth Observatory wykonane przez Joshua Stevensa, z wykorzystaniem danych dzięki uprzejmości Deines, J.M., et al. (2022) i Zhou, Q., et al. (2022). Historia autorstwa Emily Cassidy.
Zobacz również nasze szczegółowe prognozy:
