Mniej nawozów, większe plony. To może być przełom dla rolnictwa

Zespół naukowców kierowany przez prof. Caroline Brophy z Trinity College Dublin wykazał, że łąki obsiewane mieszanką różnych gatunków roślin dają wyższe plony niż monokultury, nawet przy znacznie mniejszym zużyciu nawozów azotowych. Wyniki międzynarodowego badania opublikowano w czasopiśmie Science, a ich szersze omówienie ukazało się w serwisie The Conversation.

Sześć gatunków zamiast jednego

Badacze analizowali potencjał tzw. wielogatunkowych mieszanek roślinnych, składających się z dwóch gatunków traw, dwóch roślin motylkowych (np. koniczyny czerwonej i białej) oraz dwóch gatunków roślin zielnych, takich jak babka lancetowata czy cykoria. Każda z tych grup pełni inną funkcję w ekosystemie łąki.

Rośliny motylkowe potrafią wiązać azot z atmosfery i udostępniać go innym roślinom w glebie. Rośliny zielne mają głębokie systemy korzeniowe, co zwiększa pobór wody i składników mineralnych z głębszych warstw gleby. Trawy natomiast odpowiadają za stabilny wzrost biomasy i wartość paszową.

Celem badania było sprawdzenie, czy połączenie roślin o różnych cechach ekologicznych może ograniczyć potrzebę stosowania nawozów mineralnych bez strat w plonach, a nawet z ich wzrostem.

Eksperyment na czterech kontynentach

Eksperyment przeprowadzono równolegle w 26 ośrodkach badawczych w Europie, Ameryce Północnej, Azji i Nowej Zelandii. Na każdym stanowisku założono poletka o powierzchni co najmniej 3 × 5 metrów, obsiewane od jednego do sześciu gatunków roślin. Wszystkie wielogatunkowe mieszanki nawożono umiarkowanymi dawkami azotu. Dla porównania utrzymywano także poletka z jedną trawą, nawożone co najmniej dwukrotnie wyższą dawką nawozów azotowych.

Wyniki były jednoznaczne. Mieszanki wielogatunkowe dawały średnio o 11 procent wyższe plony niż monokultury traw, mimo że te drugie otrzymywały znacznie więcej nawozu. Jeszcze wyraźniejszą przewagę odnotowano w porównaniu z popularnym rozwiązaniem polegającym na wysiewie jednej trawy i jednego gatunku rośliny motylkowej w proporcji 70 do 30 procent. W tym przypadku plony z mieszanek sześciogatunkowych były wyższe aż o 18 procent.

Znaczenie roślin motylkowych i ziół

Autorzy badania podkreślają, że kluczową rolę odgrywa obecność roślin motylkowych, które dostarczają do gleby tzw. „darmowy azot”. To właśnie ten mechanizm pozwala ograniczyć nawożenie mineralne bez spadku produktywności.

Jednocześnie wyniki pokazują, że sama mieszanka trawy i jednej rośliny motylkowej nie wykorzystuje pełnego potencjału systemu. Dodanie ziół o głębokich korzeniach poprawia dostęp roślin do wody, co ma szczególne znaczenie w warunkach suszy. Wcześniejsze badania wskazywały, że takie mieszanki lepiej radzą sobie w okresach niedoboru opadów.

Rolnictwo w cieplejszym klimacie

Istotnym elementem badania był jego zasięg geograficzny. Ponieważ eksperyment prowadzono w różnych strefach klimatycznych, możliwe było przeanalizowanie wpływu temperatury na efektywność upraw. Okazało się, że wraz ze wzrostem temperatur korzyści z wielogatunkowych mieszanek rosną, co sugeruje, że mogą one odegrać ważną rolę w adaptacji rolnictwa do zmian klimatu.

W kontekście rosnących cen nawozów, które w latach 2021-2022 wzrosły globalnie nawet trzykrotnie, wyniki te mają także wymiar ekonomiczny. Ograniczenie zużycia nawozów oznacza niższe koszty produkcji, a jednocześnie mniejsze emisje podtlenku azotu i mniejsze ryzyko zanieczyszczenia wód gruntowych azotanami.

Powrót do zapomnianej wiedzy

Jak przypomina Caroline Brophy, rolnicy od wieków wiedzieli, że różnorodność roślin na łąkach sprzyja ich produktywności. Dopiero w XX wieku, w okresie tzw. zielonej rewolucji, rozpowszechnił się model intensywnej produkcji oparty na monokulturach i nawozach mineralnych.

Nowe badania pokazują, że możliwe jest połączenie wysokiej wydajności z ograniczeniem presji na środowisko. „Produkcja większej ilości paszy przy mniejszym zużyciu nawozów to korzyść zarówno dla rolników, jak i dla klimatu” – podkreśla Brophy w serwisie The Conversation.