Ilmastonkestävät kasvit: Tutkijat paljastavat, että avain piilee maaperässä

Ilmastonkestävät kasvit: Tutkijat paljastavat, että avain piilee maaperässä

Koska Ilmastonmuutos uhkaa maanviljelijöiden kykyä tarjota ruokaa maailmalle tuottaa, tutkijat ja ympäristöaktivistit uskovat löytäneensä ratkaisun: leikkiä liassa.

He raportoivat lisääntyvistä kokeellisista todisteista siitä, että maaperän laadun parantaminen voi tehdä sadoista kestävämpiä kuivuutta ja äärimmäisiä sääolosuhteita vastaan ​​- ja kehottavat hallituksia tarjoamaan taloudellisia kannustimia viljelijöille, jotka harjoittavat uudistavaa maataloutta, jotta viljelysmaat olisivat ilmastonkestäviä. Näihin käytäntöihin kuuluu mm Maaperän mikrobiomi – eli maaperän mikrobiyhteisöä – kiertämällä kasveja peltojen välillä ja lisäämällä "peitekasveja". Näitä kasveja ei välttämättä korjata, mutta ne estävät maaperän eroosiota ja lisäävät maaperän ravinteita.

"Ilmastonmuutoksella on monia heijastusvaikutuksia, jotka luovat haasteita elintarvikejärjestelmällemme", sanoo Rob Myers, Columbian Missourin yliopiston regeneratiivisen maatalouden keskuksen johtaja. "Menetelmiä tämän torjumiseksi ovat biologinen monimuotoisuus, enemmän orgaanista ainesta maaperässä – ja integroidut lähestymistavat."

Tällaisiin käytäntöihin siirtyminen vaatii kuitenkin alkuinvestointeja. Naturelle puhuneet tutkijat ja maanviljelijät vahvistavat, että uudistava maatalous toimii, mutta voi kestää muutaman vuoden ennen kuin maatilat saavat voittoa. Yhdysvalloissa kannattajat vaativat kongressia sisällyttämään lisää tukia uudistavalle maataloudelle Farm Bill -lakiin, joka on viiden vuoden välein päivitettävä kattava lainsäädäntöpaketti, joka sisältää rahoituksen katastrofiavulle ja viljelijöiden koulutukselle. Uusin versio vanheni 30. syyskuuta. Samaan aikaan Euroopan unionin yhteisen maatalouspolitiikan uusin versio astui voimaan viime vuonna ja sisälsi rahoituksen tällaisia ​​kestäviä käytäntöjä omaksuville viljelijöille.

Lattian hoito

Teollinen maatalous luottaa tyypillisesti lannoitteisiin, torjunta-aineisiin ja koneisiin tuottaakseen korkeatuottoisia monokulttuureja – kuten maissia tai vehnää. Liiallinen kemikaalien käyttö näissä viljelykasveissa häiritsee ekologisia prosesseja maaperässä ja on johtava veden saastumisen aiheuttaja Yhdysvalloissa. Epäterveellä maaperällä on vaikeuksia imeä vettä tai varastoida ravinteita.

Arviolta 8 505 miljoonaa tonnia USA:n viljelysmaan pintamaata menetettiin eroosion vuoksi vuosina 2013–2017. YK:n elintarvike- ja maatalousjärjestö varoittaa, että yli 90 % maailman maaperästä on vaarassa huonontua vuoteen 2050 mennessä; tämä voi johtaa nälänhädän lisääntymiseen.

Vaikka uudistavalla maataloudella ei ole virallista määritelmää, Naturelle puhuneet tutkijat sanovat, että sen yleinen tavoite on terveen maaperän uudelleenrakentaminen. Tämä alkaa lisäämällä orgaanisen aineksen määrää – eläviä juuria ja lantaa mukaan lukien – maaperän mikrobiomin ravitsemiseksi ja ravinteiden kierrättämiseksi kasveille.

Vaikka termi on moderni, uudestisyntymisen periaatteet ovat ikivanhoja. Niiden toteuttaminen edustaa "paluuta joihinkin käytäntöihin, joihin me ihmiskunta olemme tukeneet tuhansia vuosia", sanoo agroekologi Rich Smith New Hampshiren yliopistosta Durhamissa.

Peitekasvit

Eräs uudistavana pidetty käytäntö on peitekasvien kasvattaminen: sellaisten lajien istuttaminen, joita ei tyypillisesti korjata, kuten apila, pääsadon ollessa sesongin ulkopuolella sen sijaan, että maa jätettäisiin istuttamatta. Peitekasvien juuret estävät eroosiota ja imevät lannoitteista ylimääräistä nitraattia, joka muuten huuhtoutuisi puroihin ja pohjaveteen. Kun maanviljelijä leikkaa peitekastoa valmistautuessaan seuraavaan pääkasvin istutukseen, se liitetään maaperään, jossa se ruokkii maaperän bakteereja ja selkärangattomia ja parantaa maaperän hedelmällisyyttä. Vuonna 2022 vain noin 5 % Yhdysvaltojen viljellystä maasta oli peittokasveja, mutta tämä luku on kasvanut; Vuonna 2022 viljely oli 17 % suurempi kuin vuonna 2017.

Vuoden 2012 vakavan kuivuuden aikana, joka tuhosi maissi- ja soijapavun satoja Yhdysvaltojen Keskilännen alueella, Myers kuuli maanviljelijöiltä, ​​jotka sanoivat, että peittokasveja sisältävät pellot eivät kärsineet niin pahasti kuin ilman. Niinpä hän työskenteli Conservation Technology Information Centerin kanssa, joka on voittoa tavoittelematon järjestö West Lafayettessa Indianassa ja joka edistää maatalouden suojelua, ja Yhdysvaltain maatalousministeriön (USDA) kestävän maatalouden ohjelman kanssa luodakseen National Cover Crop Surveyn. Tutkija kyselyyn osallistui noin 700 maanviljelijää ja havaitsi, että maissisadot olivat keskimäärin 9,6 % korkeammat ja soijapavut 11,6 % korkeammat, kun näille pelloille istutettiin peittokasveja.

Tämä oli yllättävää, koska "silloin monet ihmiset ajattelivat, että peitekasvit valuivat kosteutta pois" eivätkä jätä tarpeeksi pääkasveille, Myers sanoi.

USDA tarjoaa tukia maanviljelijöille, jotka käyttävät peitekasveja. Maanviljelijöistä, jotka osallistuivat vuosien 2022-23 kansalliseen peiteviljelytutkimukseen ja saivat maksuja peitekasvien kasvattamisesta, 90 % sanoi jatkavansa käytäntöä todennäköisesti rahoituksen päätyttyä.

Arvosta monimuotoisuutta

On myös näyttöä siitä, että viljelykierto voi parantaa maaperän laatua ja sietokykyä. Smith sanoi, että eri kasvien kasvattaminen saman monokulttuurin kasvattamisen sijasta samalla pellolla vuosia voi parantaa maaperän laatua tuottavuutta tinkimättä.

Tämä voidaan saavuttaa kiertämällä eri viljelykasveja, mukaan lukien peittokasveja, samalla pellolla ajan mittaan tai istuttamalla samaan peltoon samanaikaisesti useita kasveja, mukaan lukien "kolme sisarta", maissi, pavut ja kurpitsa, joita jotkut intiaaniheimot ovat viljelleet vuosisatojen ajan.

Katsaus 20 tutkimuksesta, joissa analysoitiin viljelykierron vaikutuksia maaperän elämään, havaitsi, että monilajinen kierto lisäsi mikro-organismien määrää maaperässä noin 15 % verrattuna monokulttuuripeltoihin ja lisäsi mikrobien monimuotoisuutta yli 3 %. 1. Kahden tai useamman eri kasvin kasvattaminen tuottaa myös enemmän ravinteita hiiltä ja typpeä maaperään kuin monokulttuurit 2. Katsauksessa 33 paperista, joissa tutkittiin peltoja, joilla palkokasveja ja jyviä viljeltiin yhdessä, havaittiin sadon stabiilisuuden lisääntyneen vuodesta toiseen verrattuna monokulttuuripeltoihin. 3, mikä viittaa siihen, että biologisesti monimuotoiset maatilat voisivat lisätä elintarviketurvaa.

"Tällaiset järjestelmät voivat usein olla kestävämpiä säävaihteluille ja niillä on parempi vastustuskyky tauteihin", Smith sanoo. "Todisteet ovat suhteellisen vahvoja siitä, että ne ylläpitävät, elleivät lisää, tuottoa."

Innovatiiviset kannustimet

Mutta siirtyminen uudistavaan maatalouteen voi kestää noin kolme vuotta maksaa itsensä takaisin, sanovat Naturelle puhuneet viljelijät ja tutkijat.

Brandon Kaufman, neljännen sukupolven maanviljelijä Moundridgessa, Kansasissa, kiertää viljelykasveja ja antaa karjan laiduntaa peltoja syksyllä ja talvella lannoittaakseen maaperää. Kun hän aloitti uudisviljelyn perimällään teollisuustilalla, hän sanoi, ettei hänellä ollut "turvaverkkoa". Valtion tuet ”haastoivat minut kokeilemaan joitain asioita, ja sain sen seurauksena valtavasti tietoa”.

Liittovaltion, osavaltion ja yritysten ohjelmat, jotka tarjoavat kannustimia peitekasvien istuttamiseen, päättyvät yleensä maanviljelijöiden vaihtamisen jälkeen. Tukeakseen tuottajia, jotka toimittavat kansakunnan ruokaa ja toteuttavat näitä käytäntöjä pitkällä aikavälillä, Yhdysvaltain maatalouslakiin tulisi sisällyttää toimenpide maanviljelijöiden vakuutusmaksujen alentamiseksi, Kaufman ja muut sanovat. USDA testasi tätä ideaa COVID-19-pandemian aikana tarjoamalla 5 dollaria hehtaarilta vakuutusalennuksen maanviljelijöille, jotka istuttivat peitekasveja. Tämä liittovaltion ohjelma on sittemmin päättynyt, mutta Iowan, Wisconsinin ja Illinoisin osavaltiot ovat ottaneet käyttöön omat versionsa.

Viljelijät voivat siirtyä pois teollisista viljelykäytännöistä terveellisempään maaperään, Kaufman sanoo. "Se vaatii vain aikaa" ja taloudellisia kannustimia saada tuottajat muuttamaan mieltään, hän lisää. Tämä on tärkeää, koska ”kun ajattelet lapsiasi ja lastenlapsiasi… mistä heidän ruokansa tulee 100 vuoden kuluttua?”

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

   Artikla
   
   Google Scholar

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

   Artikla
   PubMed
   
   Google Scholar

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

   Artikla
   PubMed
   
   Google Scholar

Lataa viitteitä