p Para avaliar a eficácia geral das plantas de cobertura e escolher aquelas que oferecem a maioria dos serviços do ecossistema, cientistas agrícolas devem considerar as raízes das plantas, bem como a biomassa acima do solo, de acordo com pesquisadores da Penn State que testaram as características das raízes das plantas de cobertura em três monoculturas e uma mistura. p "Quase tudo o que sabemos sobre o crescimento das plantas de cobertura vem da medição das partes acima do solo e, ainda assim, alguns dos benefícios que queremos obter das plantas de cobertura vêm das raízes, "disse o pesquisador Jason Kaye, professor de biogeoquímica do solo. "Este estudo nos mostra que o que vemos acima do solo às vezes - mas nem sempre - reflete os benefícios abaixo do solo."

p As culturas de cobertura são amplamente utilizadas para aumentar a quantidade de carbono orgânico devolvido ao solo entre as culturas de rendimento, como o milho, trigo e soja, bem como limitar a erosão e fixar ou adicionar nitrogênio ao solo. As raízes da cultura de cobertura são conhecidas por desempenhar um papel essencial no aumento dos níveis de carbono orgânico do solo, Kaye notou, mas as características da raiz que afetam os níveis de carbono variam amplamente entre as espécies de plantas de cobertura, e essa variação ainda não foi caracterizada.

p Recentemente, Kaye apontou, as misturas de plantas de cobertura têm se expandido em popularidade como uma forma de aumentar a diversidade dos benefícios das plantas de cobertura. Seu grupo de pesquisa no College of Agricultural Sciences tem conduzido um experimento contínuo avaliando a eficácia de várias misturas de culturas de cobertura desde 2011.

p No último estudo, conduzido no Russell E. Larsen Agricultural Research Center da Penn State em Rock Springs, publicado recentemente em Agricultura Renovável e Sistemas Alimentares , os pesquisadores avaliaram os tratamentos das culturas de cobertura, incluindo monoculturas de triticale, canola e trevo carmesim, bem como uma mistura de cinco espécies dominada por essas três espécies.

p Eles testaram a quantidade, qualidade e distribuição espacial das raízes das culturas de cobertura para aprender sobre a variação de características de raiz entre as espécies, e como essa variação afeta o design da mistura. Eles extraíram núcleos de raízes de locais em linha e entre linhas a uma profundidade de cerca de 40 centímetros no outono e na primavera de colheitas de cobertura plantadas após o trigo de inverno.

p Os pesquisadores também avaliaram as entradas de carbono cumulativas para toda a rotação para determinar as contribuições de carbono da raiz das culturas de cobertura e de rendimento. Eles mediram a distribuição vertical e horizontal da biomassa da raiz, a proporção da biomassa da raiz para a biomassa acima do solo - conhecida como a proporção da raiz para a parte aérea - e relacionada à quantidade de nitrogênio nas plantas para determinar como esses parâmetros diferem entre os tratamentos de cobertura.

p As misturas de plantas de cobertura aumentaram as entradas de carbono total no solo porque simultaneamente tiveram altas entradas de raízes e ramos e promoveram maiores entradas de carbono dos resíduos da colheita de milho, Kaye explicou.

p “A safra de milho foi mais produtiva seguindo as misturas do que seguindo as gramíneas, e enquanto colhemos muito dessa produtividade, alguns ficam para trás em resíduos, "disse ele." Acho que isso é realmente interessante porque mostra que o efeito das plantas de cobertura sobre o carbono do solo não está apenas relacionado às suas próprias raízes e brotos, mas também como afetam o crescimento das safras comerciais. "

p O estudo revelou diferenças nas características das raízes entre as três importantes culturas de cobertura anual de inverno, canola, trevo carmesim e triticale, o pesquisador principal Joseph Amsili apontou. A pesquisa descobriu vários traços de raiz importantes, ele adicionou, including the high root-to-shoot ratio and large production of between-row roots for triticale, which is a hybrid of winter wheat and cereal rye.

p "The five-species mix was associated with increased quantity and distribution of roots compared to a crimson clover monoculture, which shows the benefits of combining legumes that have limited root biomass with brassica and grass species that produce greater root biomass, but provide more nitrogen, " said Amsili. Now an extension associate in the Soil and Crop Sciences Section in the School of Integrative Plant Sciences at Cornell University, he was a graduate student in the Department of Ecosystem Science and Management at Penn State when he spearheaded the research.

p The study is important because the increased knowledge of cover crop root traits it yielded improves the understanding of the linkages between root traits and the services cover crops provide, Kaye explained. Going forward, he expects to find cover crops and design cover crop mixtures that deliver unexpected ecosystem benefits and added boosts to cash crops that follow.

p "We'll now be able to think about what we want to occur in the soil and then design mixtures that have the root traits that are best able to provide those benefits, " he said. "Advancing research on cover crop root traits serves as a strong foundation for designing mixtures with complementary root traits. I envision that we will exploit lots of different cover crop plants for different traits, both above and below ground."