Atsparūs klimatui augalai: mokslininkai atskleidžia, kad raktas slypi dirvožemyje

Atsparūs klimatui augalai: mokslininkai atskleidžia, kad raktas slypi dirvožemyje

Nuo pat Klimato kaita kelia grėsmę ūkininkų galimybėms aprūpinti pasaulį maistu gaminti, mokslininkai ir aplinkosaugos aktyvistai tiki radę sprendimą: žaisti purve.

Jie praneša apie vis daugiau eksperimentinių įrodymų, kad gerinant dirvožemio kokybę pasėlių derlius gali būti atsparesnis sausroms ir ekstremaliems orams, ir ragina vyriausybes siūlyti finansines paskatas ūkininkams, užsiimantiems regeneracine žemdirbyste, kad dirbamos žemės būtų atsparios klimatui. Ši praktika apima reklamavimą Dirvožemio mikrobiomas – t. y. mikrobų bendruomenę dirvožemyje – kaitaliojant augalus tarp laukų ir pridedant „dengiamųjų kultūrų“. Šie augalai nebūtinai nuimami, tačiau jie apsaugo nuo dirvožemio erozijos ir padidina maistinių medžiagų kiekį dirvožemyje.

„Yra daug klimato kaitos padarinių, kurie kelia iššūkių mūsų maisto sistemai“, – sako Robas Myersas, Misūrio universiteto Kolumbijoje Atkuriamojo žemės ūkio centro direktorius. „Metai, kaip tai neutralizuoti, yra biologinė įvairovė, daugiau organinių medžiagų dirvožemyje ir integruoti metodai.

Tačiau norint pereiti prie tokios praktikos, reikia pradinių investicijų. Su Nature kalbėję mokslininkai ir ūkininkai patvirtina, kad atkuriamoji žemdirbystė veikia, tačiau gali praeiti keleri metai, kol ūkiai pamatys pelną. Jungtinėse Valstijose advokatai ragina Kongresą įtraukti daugiau subsidijų atkuriamajam žemės ūkiui į Farm Bill – išsamų kas penkerius metus atnaujinamų teisės aktų paketą, į kurį įtrauktas finansavimas nelaimių atveju ir ūkininkų mokymas. Naujausia versija nustojo galioti rugsėjo 30 d. Tuo tarpu praėjusiais metais įsigaliojo naujausia Europos Sąjungos Bendrosios žemės ūkio politikos redakcija, į kurią buvo įtrauktas finansavimas ūkininkams, kurie taiko tokią tvarią praktiką.

Grindų priežiūra

Pramoninis žemės ūkis paprastai priklauso nuo trąšų, pesticidų ir mašinų, kad išaugintų didelio derlingumo monokultūras, tokias kaip kukurūzai ar kviečiai. Pernelyg didelis cheminių medžiagų naudojimas šiuose augaluose sutrikdo ekologinius procesus dirvožemyje ir yra pagrindinė vandens taršos priežastis JAV. Nesveikas dirvožemis sunkiai pasisavina vandenį ar kaupia maistines medžiagas.

Apskaičiuota, kad 2013–2017 m. dėl erozijos buvo prarasta apie 8 505 mln. tonų JAV dirbamos žemės viršutinio dirvožemio sluoksnio. Jungtinių Tautų Maisto ir žemės ūkio organizacija perspėja, kad iki 2050 m. daugiau nei 90 % pasaulio dirvožemio gresia degradacija; dėl to gali padidėti badas.

Nors atkuriamoji žemdirbystė neturi oficialaus apibrėžimo, mokslininkai, kalbėję su Nature, teigia, kad jos bendras tikslas yra atkurti sveiką dirvą. Tai pradedama didinant organinių medžiagų, įskaitant gyvas šaknis ir mėšlą, kiekį, siekiant maitinti dirvožemio mikrobiomą ir perdirbti maistines medžiagas augalams.

Nors terminas yra modernus, regeneracijos principai yra senoviniai. Jų įgyvendinimas reiškia „grįžimą prie kai kurių praktikų, kuriomis mes, kaip žmonija, rėmėmės tūkstančius metų“, – sako Richas Smithas, agroekologas iš Naujojo Hampšyro universiteto Durhame.

Dengiamieji pasėliai

Viena praktika, kuri laikoma regeneracine, yra dengiamieji augalai: sodinti rūšis, kurių derlius paprastai nenuimamas, pvz., dobilus, kai pagrindinis derlius yra ne sezono metu, o ne palikti žemę nepasodintą. Dengiamųjų augalų šaknys apsaugo nuo erozijos ir sugeria nitratų perteklių iš trąšų, kurie kitu atveju išplautų į upelius ir gruntinius vandenis. Kai ūkininkas nupjauna dengiamąjį pasėlį ruošdamasis kitam pagrindinio augalo sodinimui, jis įterpiamas į dirvą, kur maitina dirvožemyje esančias bakterijas ir bestuburius bei pagerina dirvožemio derlingumą. 2022 m. tik apie 5 % dirbamos žemės Jungtinėse Valstijose buvo pasėliais, tačiau šis skaičius didėja; 2022 metais buvo auginama 17% daugiau nei 2017 metais.

Per didelę sausrą, kuri 2012 m. nuniokojo kukurūzų ir sojų pasėlius JAV vidurio vakaruose, Myersas iš ūkininkų išgirdo, kad laukai, kuriuose auginami dengiamieji augalai, nebuvo paveikti taip stipriai, kaip ir be jų. Taigi jis dirbo su Apsaugos technologijų informacijos centru, ne pelno organizacija Vakarų Lafajete, Indianoje, skatinančia gamtos išsaugojimą žemės ūkyje, ir JAV žemės ūkio departamento (USDA) tvaraus žemės ūkio programa, kad sukurtų Nacionalinį pasėlių tyrimą. Tyrėjas apklausė apie 700 ūkininkų ir nustatė, kad šiuose laukuose pasodinus dengiamuosius augalus, kukurūzų derlius buvo vidutiniškai 9,6 % didesnis, o sojų – 11,6 % didesnis.

Tai nustebino, nes „tuo metu daug žmonių manė, kad antsėlis nusausina drėgmę“ ir nepalieka pakankamai pagrindiniams augalams, sakė Myersas.

USDA siūlo subsidijas ūkininkams, kurie naudoja dengiamuosius augalus. 90% ūkininkų, dalyvavusių 2022–2023 m. Nacionaliniame pasėlių tyrime ir gavusių išmokas už dengiamuosius augalus, teigė, kad greičiausiai tęs šią praktiką ir pasibaigus finansavimui.

Įvertink įvairovę

Taip pat yra įrodymų, kad sėjomaina gali pagerinti dirvožemio kokybę ir atsparumą. Smith sakė, kad auginant skirtingus augalus, užuot auginus tą pačią monokultūrą tame pačiame lauke ilgus metus, galima pagerinti dirvožemio kokybę neprarandant produktyvumo.

Tai galima pasiekti tame pačiame lauke laikui bėgant kaitaliojant skirtingus pasėlius, įskaitant dengiamuosius augalus, arba tame pačiame lauke vienu metu sodinant kelis augalus, įskaitant „tris seseris“, kukurūzus, pupeles ir moliūgus, kuriuos kai kurios Amerikos indėnų gentys augino šimtmečius.

Apžvelgus 20 tyrimų, kuriuose buvo analizuojamas sėjomainos poveikis dirvožemio gyvybei, nustatyta, kad dėl kelių rūšių sėjomainos mikroorganizmų skaičius dirvožemyje padidėjo apie 15%, palyginti su monokultūriniais laukais, o mikrobų įvairovė padidėjo daugiau nei 3%. 1. Auginant du ar daugiau skirtingų kultūrų, dirvožemyje susidaro daugiau maistinių medžiagų anglies ir azoto nei auginant monokultūras. 2. Peržiūrėjus 33 straipsnius, kuriuose buvo nagrinėjami laukai, kuriuose buvo auginami ankštiniai augalai ir grūdai, nustatyta, kad derliaus stabilumas kasmet didėja, palyginti su monokultūriniais laukais. 3 o tai rodo, kad biologinės įvairovės ūkiai galėtų padidinti aprūpinimo maistu saugumą.

„Tokios sistemos dažnai gali būti atsparesnės oro sąlygų pokyčiams ir pagerinti atsparumą ligoms“, – sako Smithas. „Įrodymai yra gana tvirti, kad jie išlaiko, jei ne didina, grąžą.

Inovatyvios paskatos

Tačiau ūkininkai ir mokslininkai, kalbėję su „Nature“, gali užtrukti maždaug trejus metus, kad atsipirktų.

Brandonas Kaufmanas, ketvirtos kartos ūkininkas Moundridge mieste, Kanzaso valstijoje, sėjo pasėlius ir leidžia galvijams rudenį ir žiemą ganyti laukus, kad patręštų dirvą. Pradėjęs regeneracinį ūkininkavimą pramoniniame ūkyje, kurį paveldėjo, jis sakė, kad neturėjo „jokio apsauginio tinklo“. Vyriausybės subsidijos „iššaukė mane išbandyti kai kuriuos dalykus ir dėl to įgijau nepaprastai daug žinių“.

Federalinės, valstybinės ir korporacinės programos, skatinančios sodinti dengiamuosius augalus, paprastai baigiasi po to, kai ūkininkai keičiasi. Kaufmanas ir kiti teigia, kad siekiant paremti gamintojus, kurie tiekia tautai maistą ir įgyvendina šią praktiką ilgalaikėje perspektyvoje, į JAV ūkio įstatymo projektą turėtų būti įtraukta priemonė sumažinti ūkininkų draudimo įmokas. USDA išbandė šią idėją per COVID-19 pandemiją, suteikdama 5 USD už akrą draudimo nuolaidą ūkininkams, kurie sodino dengiamuosius augalus. Ta federalinė programa nuo to laiko baigėsi, tačiau Ajovos, Viskonsino ir Ilinojaus valstijos įgyvendino savo versijas.

Ūkininkai gali atsisakyti pramoninio ūkininkavimo praktikos ir link sveikesnio dirvožemio, sako Kaufmanas. „Tiesiog reikia laiko“ ir finansinių paskatų, kad gamintojai persigalvotų, priduria jis. Tai svarbu, nes „kai galvojate apie savo vaikus ir anūkus... iš kur bus jų maistas po 100 metų?

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

   Straipsnis
   
   Google Scholar

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

   Straipsnis
   PubMed
   
   Google Scholar

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

   Straipsnis
   PubMed
   
   Google Scholar

Atsisiųskite nuorodas