6 سپتامبر 2023 -نوشته یوهانس سیلر، راینیشه فردریش-ویلهلمز-دانشگاه بن-مشخصات خاک مزرعه آزمایشی: نمونه هایی به اندازه یک آجر از خاک در اعماق مختلف گرفته شد و سپس ریشه ها جداسازی، اسکن و اندازه گیری شد. اعتبار: Johannes Siebigteroth/دانشگاه بن
کشاورزان معمولاً پس از برداشت محصول اصلی خود، محصولات پوششی می کارند. این امر از فرسایش خاک و شستشوی مواد مغذی جلوگیری می کند. ریشه این محصولات نیز ساختار خاک را تثبیت می کند. فرض بر این بود که مخلوطی از گیاهان پوششی مختلف منجر به ریشه‌زایی شدید می‌شود.
با این حال، مطالعه‌ای که اخیراً توسط دانشگاه‌های بن، کاسل و گوتینگن انجام شد، تنها شواهد محدودی مبنی بر این موضوع یافت. در عوض، گیاهان پوششی مختلط ریشه‌های نازک‌تری نسبت به زمانی که فقط یک نوع گیاه پوششی کاشته می‌شوند رشد می‌کنند. این نتیجه غیرمنتظره بود. این نشان می دهد که چه مقدارکمی در مورد فعل و انفعالات بین ریشه های گیاه درک شده است. این مطالعه در Plant and Soil منتشر شد.
در کشاورزی، محصولات زراعی معمولاً به محصولات اصلی و محصولات پوششی تقسیم می شوند. دسته اول شامل محصولاتی است که مزارع عمدتاً از طریق آنها درآمد کسب می کنند مانند غلات، سیب زمینی یا ذرت. هنگامی که این محصولات برداشت شدند، نوبت به محصولات پوششی می رسد: آنها برای حفظ یا بهبود کیفیت خاک کاشته می شوند. گیاهان پوششی علف های هرز را سرکوب می کنند، از شسته شدن نیترات جلوگیری می کنند و فرسایش باران و باد را کاهش می دهند.
رومن کمپر که دکترای خود را در گروه تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور دکتر توماس دورینگ در مؤسسه علوم و حفاظت از منابع گیاهی (INRES) دریافت کرده است، توضیح می‌دهد: «این محصولات معمولاً برداشت نمی‌شوند، اما در اولین روزهای یخبندان از بین می‌روند.» در دانشگاه بن “با این وجود، آنها برای کشاورزی اقتصادی بسیار مهم هستند.”
مقایسه محصولات پوششی مخلوط با توده های خالص
بسیاری از این اثرات مثبت به شدت به میزان نفوذ ریشه های گیاهان پوششی در خاک بستگی دارد. تا به حال به طور گسترده تصور می شد که گیاهان پوششی مخلوط با شدت بیشتری نسبت به توده های خالص گیاهان پوششی شامل یک گونه گیاهی منفرد در خاک نفوذ می کنند.
دلیل پشت این ایده این است که اگر ریشه‌هایی از چندین گونه که به طور همزمان کاشته شده‌اند با هم رقابت کنند، نتیجه به اصطلاح تمایز طبقه ای خواهد بود. این بدان معنی است که ریشه برخی از گیاهان پوششی عمدتاً در لایه های بالایی خاک نفوذ می کند، در حالی که برخی دیگر به دنبال لایه های پایینی خاک هستند.
کمپر می گوید: “به طور کلی، این باید به این معنی باشد که مخلوطی از محصولات منجر به ریشه زایی بیشتر در کل مشخصات خاک می شود.” “در سیستم های اگروفارستری که در آن درختان نیز در کنار محصولات کشاورزی معمولی کاشته می شوند، این اثر در واقع مشاهده می شود. با این حال، ما نتوانستیم هیچ مدرکی برای این اثر در محصولات پوششی در مزارع خود پیدا کنیم.”
محققان در مطالعه خود محصولات پوششی تربچه روغنی، چاودار زمستانه و شبدر زرشکی را آزمایش کردند. گیاهان یا به صورت گیاهان پوششی منفرد یا مختلط کاشته شدند. سپس دانشمندان بررسی کردند که چگونه ریشه ها در اواخر پاییز در اعماق مختلف به خاک نفوذ کرده اند.
کمپر تاکید می کند: “ما از نتایج شگفت زده شدیم.” “اثرات مثبت به ویژه در مزارعی مشاهده شد که تربچه روغنی و چاودار زمستانه به خودی خود کاشته شده بودند. ریشه های چاودار زمستانه به لایه های بالایی ترجیح داده شد، در حالی که ریشه تربچه روغنی به طور قابل توجهی عمیق تر نفوذ کرد.”
اما چه شد که تربچه روغنی همراه با چاودار زمستانه کاشته شد؟ با کمال تعجب، توده ریشه در تمام لایه های خاک با هم افزایش نیافته است. ریشه‌های تربچه روغن ریشه‌دار عمیق‌تر نسبت به توده‌های خالص با شدت بیشتری به سطوح پایین‌تر خاک در محصول مخلوط نفوذ کردند. با این حال، ریشه های گیاهان پوششی مخلوط به طور قابل توجهی نازک تر بودند و در نتیجه توده ریشه به طور کلی افزایش پیدا نکرد.
تمیز کردن و بررسی دقیق هر ریشه
نتایج نشان می دهد که در حال حاضر چقدر کمی در مورد رشد ریشه مخلوط های گیاهی شناخته شده است. این ممکن است به این دلیل باشد که تحقیقات آنها شامل کار بسیار پر زحمتی است.
صدها نمونه خاک – هر کدام به اندازه یک آجر – باید برای مطالعه گرفته می شد. نمونه ها شسته شده، الک شده و سپس با استفاده از یک موچین تمیز می شوند تا حتی ریزترین تکه های کثیفی یا آلودگی را از ریشه هایی که گاهی تنها چند دهم میلی متر ضخامت داشتند، پاک کنند. سپس هر ریشه اسکن، خشک و وزن شد.
با این حال، این کار پر زحمت ارزش تلاش را داشت. کمپر می گوید: «تاکنون فقط تحقیقات ابتدایی در مورد عملکرد ریشه زایی محصولات زراعی ما انجام شده است. این بدان معناست که هنوز چیزهای جدید زیادی برای کشف وجود دارد.”
