Устойчиви на климата растения: Учените разкриват, че ключът се крие в почвата

Устойчиви на климата растения: Учените разкриват, че ключът се крие в почвата

Тъй като Изменението на климата застрашава способността на фермерите да осигуряват храна за света да произвеждат, изследователи и екологични активисти вярват, че са намерили решение: игра в мръсотията.

Те съобщават за нарастващи експериментални доказателства, че подобряването на качеството на почвата може да направи добивите от културите по-устойчиви на суши и екстремни метеорологични условия - и призовават правителствата да предложат финансови стимули на фермерите, които практикуват регенеративно земеделие, за да направят земеделските земи устойчиви на климата. Тези практики включват насърчаване на Почвен микробиом – т.е. микробната общност в почвата – чрез редуване на растения между полетата и добавяне на „покривни култури“. Тези растения не се берат непременно, но предотвратяват ерозията на почвата и повишават хранителните вещества в почвата.

„Има много вълнообразни ефекти от изменението на климата, които създават предизвикателства за нашата хранителна система“, казва Роб Майерс, директор на Центъра за регенеративно земеделие към Университета на Мисури в Колумбия. „Методите за противодействие на това са биологичното разнообразие, повече органична материя в почвата – и интегрирани подходи.“

Преминаването към такива практики обаче изисква първоначална инвестиция. Изследователи и фермери, които разговаряха с Nature, потвърждават, че регенеративното земеделие работи, но може да отнеме няколко години, преди фермите да видят печалби. В Съединените щати защитниците призовават Конгреса да включи повече субсидии за регенеративно земеделие в законопроекта за земеделието, цялостен законодателен пакет, актуализиран на всеки пет години, който включва финансиране за помощ при бедствия и обучение на фермери. Последната версия изтече на 30 септември. Междувременно последната версия на Общата селскостопанска политика на Европейския съюз влезе в сила миналата година и включваше финансиране за фермери, които възприемат такива устойчиви практики.

Грижа за пода

Индустриалното земеделие обикновено разчита на торове, пестициди и машини за производство на монокултури с висок добив – като царевица или пшеница. Прекомерната употреба на химикали в тези култури нарушава екологичните процеси в почвата и е водеща причина за замърсяване на водата в Съединените щати. Нездравословната почва трудно абсорбира вода или съхранява хранителни вещества.

Приблизително 8,505 милиона тона горен почвен слой върху земеделските земи в САЩ са били загубени от ерозия между 2013 и 2017 г. Организацията по прехрана и земеделие на ООН предупреждава, че повече от 90% от почвата в света е изложена на риск от деградация до 2050 г.; това може да доведе до увеличаване на глада.

Въпреки че регенеративното земеделие няма официална дефиниция, учените, които разговаряха с Nature, казват, че общата му цел е да възстанови здравата почва. Това започва с увеличаване на количеството органична материя – включително живи корени и оборски тор – за подхранване на микробиома на почвата и рециклиране на хранителни вещества за растенията.

Въпреки че терминът е модерен, принципите на регенерацията са древни. Прилагането им представлява „връщане към някои от практиките, на които ние като човечеството сме разчитали от хиляди години“, казва Рич Смит, агроеколог от Университета на Ню Хемпшир в Дърам.

Покривни култури

Една практика, която се счита за регенеративна, е отглеждането на покривни култури: засаждане на видове, които обикновено не се берат, като детелина, когато основната култура е извън сезона, вместо да оставят земята незасадена. Корените на покривните култури предотвратяват ерозията и абсорбират излишните нитрати от торовете, които иначе биха изтекли в потоци и подземни води. Когато земеделски производител отреже покривната култура в подготовка за следващото засаждане на основната култура, тя се включва в почвата, където захранва бактериите и безгръбначните в почвата и подобрява плодородието на почвата. През 2022 г. само около 5% от обработваната земя в Съединените щати е била под покривни култури, но тази цифра се увеличава; През 2022 г. отглеждането е със 17% по-високо от 2017 г.

По време на тежка суша, която опустоши посевите от царевица и соя в Средния запад на САЩ през 2012 г., Майърс чу от фермери, които казаха, че полетата с покривни култури не са засегнати толкова зле, колкото тези без. Затова той работи с Информационния център за технологии за опазване, организация с нестопанска цел в Уест Лафайет, Индиана, която насърчава опазването в селското стопанство и програма за устойчиво селско стопанство на Министерството на земеделието на САЩ (USDA), за да създаде Национално проучване на покривните култури. изследовател са анкетирани около 700 фермери и установи, че добивите от царевица са били средно с 9,6% по-високи, а добивите от соя са били с 11,6% по-високи, когато в тези полета са били засети покривни култури.

Това беше изненадващо, защото „по това време много хора смятаха, че покривните култури източват влагата“ и не оставят достатъчно за основните култури, каза Майърс.

USDA предлага субсидии на фермери, които използват покривни култури. От фермерите, които са участвали в Националното проучване на покривните култури за 2022-23 г. и са получили плащания за отглеждане на покривни култури, 90% казаха, че вероятно ще продължат практиката след прекратяване на финансирането.

Оценявайте разнообразието

Има също доказателства, че сеитбообращението може да подобри качеството и устойчивостта на почвата. Отглеждането на различни култури, вместо отглеждането на една и съща монокултура в едно и също поле в продължение на години, може да подобри качеството на почвата, без да жертва производителността, каза Смит.

Това може да бъде постигнато чрез редуване на различни култури, включително покривни култури, в едно и също поле с течение на времето или чрез засаждане на множество култури едновременно в едно и също поле, включително „трите сестри“, царевица, боб и тиква, които са били култивирани от някои индиански племена от векове.

Преглед на 20 проучвания, които анализират ефектите от сеитбообръщението върху живота на почвата, установи, че многовидовото сеитбообращение увеличава броя на микроорганизмите в почвата с около 15% в сравнение с монокултурните полета и увеличава микробното разнообразие с повече от 3% 1. Отглеждането на две или повече различни култури също произвежда повече от хранителните вещества въглерод и азот в почвата, отколкото монокултурите 2. Преглед на 33 статии, изследващи полета, където се отглеждат бобови растения и зърнени култури, установи увеличение на стабилността на добивите от година на година в сравнение с монокултурните полета 3, което предполага, че фермите с биоразнообразие могат да увеличат продоволствената сигурност.

„Такива системи често могат да бъдат по-устойчиви на промени във времето и имат подобрена устойчивост на болести“, казва Смит. „Доказателствата са относително силни, че те поддържат, ако не и увеличават, възвръщаемостта.“

Иновативни стимули

Но преминаването към регенеративно земеделие може да отнеме около три години, за да се изплати, казват фермери и изследователи, които разговаряха с Nature.

Брандън Кауфман, четвърто поколение фермер в Маундридж, Канзас, върти посевите и оставя добитък да пасе полетата през есента и зимата, за да наторява почвата. Когато започна регенеративно земеделие в промишлената ферма, която наследи, той каза, че „няма предпазна мрежа“. Правителствените субсидии „ме предизвикаха да опитам някои неща и в резултат на това придобих огромно количество знания“.

Федералните, щатските и корпоративните програми, които предоставят стимули за засаждане на покривни култури, обикновено приключват, след като фермерите преминат. За да подкрепи производителите, които доставят храна на нацията и прилагат тези практики в дългосрочен план, законопроектът за земеделието на САЩ трябва да включва мярка за по-ниски застрахователни премии за фермерите, казват Кауфман и други. Министерството на земеделието тества тази идея по време на пандемията от COVID-19, като предложи застрахователна отстъпка от $5 на акър на фермери, които засаждат покривни култури. Тази федерална програма оттогава приключи, но щатите Айова, Уисконсин и Илинойс внедриха свои собствени версии.

Земеделските стопани могат да се отдалечат от индустриалните земеделски практики към по-здравословна почва, казва Кауфман. „Просто са необходими време“ и финансови стимули, за да накараме производителите да променят мнението си, добавя той. Това е важно, защото „когато мислите за вашите деца и внуци... откъде ще идва храната им след 100 години?“

1. Venter, Z. S., Jacobs, K. & Hawkins, H.-J. Pedobiologia 59, 215–223 (2016).

   статия
   
   Google Наука

2. McDaniel, M.D., Tiemann, L.K. & Grandy, A.S. Ecol. Приложение 24, 560–570 (2014).

   статия
   PubMed
   
   Google Наука

3. Raseduzzaman, M. & Jensen, E. S. Euro. J. Agron. 91, 25–33 (2017).

   статия
   PubMed
   
   Google Наука

Изтегляне на препратки