Intercropping perennial cereal and legumes for improving biological soil health and microbial drought resilience

Konventionell produktion av ettåriga spannmålsgrödor bygger på användning av syntetiska gödselmedel och intensiv jordbearbetning, vilket påverkar jordhälsan negativt och ökar sårbarheten för torka. Däremot ger den fleråriga spannmålsgrödan Thinopyrum intermedium (IWG) ett kontinuerligt jordtäcke och djupa rotsystem under flera år, vilket gör dem lovande för att förbättra jordhälsan och motståndskraften mot torka. Markmikrober, särskilt arbuskulära mykorrhizasvampar, spelar en avgörande roll för grödors tillväxt och motståndskraft mot torka. Samodling av IWG med baljväxter kan stödja gynnsamma jordmikrober under torka och ytterligare förbättra jordhälsan. Dock saknas fortfarande kunskap om effekterna av IWG på mikrobiella samhällen i marken och deras svar på torkstress. Kontrollerade kruk- och fältexperiment genomfördes för att bedöma avkastning och interspecifika interaktioner mellan samodling av IWG och baljväxter. Resultaten visar att samodling bibehåller eller ökar IWG kornutbyte och kväveinnehåll (N), särskilt under N-begränsade eller torra förhållanden, på grund av den kompletterande användningen av N. Ett simulerat torkexperiment med minskad nederbörd och fosfolipidfettsyraanalys visade vikten av sammansättningen i de mikrobiella samhällena och mykorrhiza-svamparnas biomassa för att upprätthålla kornutbytet och N-innehållet i IWG under torka. I IWG-odlingssystemen förändrades de mikrobiella samhällena mot en högre förekomst av svampar och mykorrhizasvampar och ökade den mikrobiella biomassans återhämtningsförmåga från torka. Dessutom ökade IWG också den totala mängden kol i de övre jordlagren. Sammantaget belyser denna avhandling potentialen för flerårig samodling av spannmål och baljväxter för att förbättra jordens biologiska hälsa, stärka mikrobiell återhämtningsförmåga från torka och stabilisera spannmålsavkastningen, vilket gör det till en lovande strategi för anpassning till och begränsning av klimatförändringar.