Nel suo 35 ° anno di esistenza, il Farming Systems Trial (FST) a Rodale Institute continua a dimostrare, attraverso i dati della ricerca scientifica, che l'agricoltura biologica è superiore ai sistemi convenzionali per quanto riguarda la costruzione, il mantenimento e il ripristino della salute del suolo. Questa è la chiave per l'agricoltura rigenerativa in quanto fornisce le basi per la sua crescita presente e futura.
FST è il confronto fianco a fianco più lungo d'America tra agricoltura biologica e chimica. È stato istituito nel 1981 per studiare cosa succede salute del suolo e produttività agricola durante la transizione da dal convenzionale al biologico agricoltura.
Sebbene le pratiche di agricoltura biologica si traducano in un contenuto più elevato di materia organica del suolo (SOM) e, a sua volta, in un maggiore potenziale di approvvigionamento idrico e di nutrienti per le colture, la transizione all'agricoltura biologica comporta in genere un periodo di ritardo di diversi anni in cui i raccolti possono soffrire e le richieste di input aumentare poiché la ricostruzione delle comunità microbiche del suolo compete con le colture per l'azoto e altri nutrienti disponibili (Simmons e Coleman, 2008). Ciò era evidente nel calo iniziale dei rendimenti al FST durante i primi cinque anni di transizione.
Oltre questo periodo, il sistema biologico è rimbalzato e ha prodotto costantemente rese di mais e soia che eguagliavano o superavano il sistema convenzionale. I sistemi organici funzionano particolarmente bene durante gli anni di siccità. Durante un periodo di 5 anni tra il 1988 e il 1998, quando le precipitazioni totali da aprile ad agosto erano inferiori a 14 pollici (rispetto a 20 pollici negli anni normali), le rese medie di mais biologico erano del 31% maggiori rispetto al sistema convenzionale. Questa performance può essere attribuita a una maggiore SOM nei sistemi organici. Le immagini sottostanti, scattate a settembre 2015 dopo un lungo periodo di siccità, illustrano le prestazioni del mais nel sistema biologico rispetto a quello convenzionale.
Le immagini sopra illustrano l'importanza di un suolo sano nella coltivazione di piante sane. L'analisi dei dati FST su un periodo di 35 anni ha stabilito che la salute del suolo nel sistema organico ha continuato ad aumentare nel tempo mentre il sistema convenzionale è rimasto sostanzialmente invariato (Figura 6).
La materia organica del suolo nei sistemi organici del letame lavorato è aumentata dal 3.3% nel 1981 a circa il 4.5% nel 2013, con un aumento netto del 27% (Figura 6). Nel sistema convenzionale, SOM è passato dal 3.3% al 3.6%, con un aumento netto di solo l'8%. Altre aziende agricole all'interno Rodale Institute hanno riportato una concentrazione di SOM fino al 6% (Moyer, Jeff; Duffield Ross; Comunicazione personale). La materia organica del suolo è molto importante per la produttività delle colture poiché aumenta l'efficienza sia dei nutrienti che dell'acqua. Gli studi hanno dimostrato che la SOM può contenere fino a 20 volte il suo peso in acqua (Johnson et al., 2005). Hudson (1994) ha mostrato che "per ogni aumento dell'1% della SOM, la capacità di ritenzione idrica disponibile nel suolo è aumentata del 3.7%".
L'aggiunta di materia organica al suolo aumenta la sua capacità di ritenzione idrica principalmente perché la materia organica aumenta i macroaggregati del suolo, da cui il numero di micropori e macropori nel suolo (Bot e Benites, 2005). La materia organica fa questo "incollando" insieme le particelle del suolo o creando condizioni di vita favorevoli per i microrganismi del suolo, che a loro volta possono "incollare" insieme le particelle del suolo attraverso la produzione di vari composti organici come la glomalina o tramite l'azione delle ife fungine (Sylvia et al., 2005).
L'analisi di 35 anni di dati dell'FST ha anche rilevato che il volume di acqua che filtra attraverso il suolo era del 15-20% maggiore nei sistemi organici rispetto al sistema convenzionale. Quest'acqua non solo aiuta a ricaricare l'acqua sotterranea, ma è anche disponibile per l'uso nelle colture, soprattutto nei periodi di stress idrico. Maggiori rese di mais e soia nei sistemi organici rispetto al sistema convenzionale durante i periodi di stress di siccità possono essere attribuite a un maggiore contenuto di acqua del suolo nei sistemi organici, insieme a una maggiore disponibilità per tutta la stagione di nutrienti vegetali essenziali.