Группа немецких исследователей выяснила, что урожайность зерновых можно заметно повысить, проделав в почве узкие вертикальные каналы. Этот приём помогает корням растений преодолеть уплотнённый подпочвенный слой и получить доступ к влаге и питательным веществам на глубине. Результаты двухлетнего полевого эксперимента опубликованы в журнале Plant and Soil.
Уплотнение подпочвенных слоев из-за использования тяжёлой сельхозтехники – распространённая проблема. В Германии она затрагивает около 51% сельхозземель. Плотный слой на глубине 30–50 см мешает корням расти, что снижает урожайность, особенно в засушливые периоды, когда влага сохраняется именно на глубине. Существующие методы борьбы с уплотнением, такие как глубокое рыхление или высадка растений с мощной корневой системой, либо дают временный эффект, либо требуют нескольких лет.
Эксперимент проводили на двух участках на севере Германии с разными типами почв – супесчаной и суглинистой. Учёные вручную проделали в земле более 12 тыс. вертикальных отверстий диаметром 10 мм и глубиной 80 см. Плотность варьировалась от 50 до 200 каналов на квадратный метр. На опытных полях выращивали озимую пшеницу и ячмень.
На супесчаной почве урожайность зерна выросла на 9–15% (0,72–1,14 тонны с гектара) при плотности 100 каналов на квадратный метр. На суглинке прирост составил около 3%. Эффект был заметнее на более плотной почве и в засушливый год, что подтверждает гипотезу о доступе к глубинной влаге.
Анализ показал, что корневая система растений в подпочвенном слое развивалась активнее. На глубине 50–80 см её общая длина увеличилась на 120%. Корни не просто росли внутри каналов, но и проникали из них в окружающий грунт, осваивая ранее недоступные слои. Неожиданно выяснилось, что корни растений предпочитают искусственные каналы естественным, которые оставляют дождевые черви или сгнившие корни. Искусственные каналы были заселены корнями на 86%, а естественные – на 72%.
Исследователи предполагают, что для корней важнее низкое сопротивление и доступ кислорода в прямых и прочных искусственных каналах, чем питательные вещества на стенках естественных пор. Со временем искусственные каналы начали заселять дождевые черви, что может способствовать их долговечности. По прогнозам, в суглинистых почвах такие каналы могут сохраняться десятилетиями, повышая устойчивость агросистем к засухам и способствуя накоплению углерода в глубоких слоях почвы.