Klimatam izturīgi augi: Zinātnieki atklāj, ka atslēga slēpjas augsnē

Klimatam izturīgi augi: Zinātnieki atklāj, ka atslēga slēpjas augsnē

Kopš Klimata pārmaiņas apdraud lauksaimnieku spēju nodrošināt pasauli ar pārtiku ražot, pētnieki un vides aktīvisti uzskata, ka ir atraduši risinājumu: spēlējoties netīrumos.

Viņi ziņo par pieaugošiem eksperimentāliem pierādījumiem, ka augsnes kvalitātes uzlabošana var padarīt labības ražu noturīgāku pret sausumu un ārkārtējiem laikapstākļiem, un aicina valdības piedāvāt finansiālus stimulus lauksaimniekiem, kuri nodarbojas ar reģeneratīvo lauksaimniecību, lai padarītu lauksaimniecības zemi noturīgu pret klimatu. Šī prakse ietver veicināšanu Augsnes mikrobioms – t.i., mikrobu kopiena augsnē – rotējot augus starp laukiem un pievienojot “segaugus”. Šos augus ne vienmēr novāc, bet tie novērš augsnes eroziju un palielina barības vielu daudzumu augsnē.

"Klimata pārmaiņām ir daudzas viļņveidīgas sekas, kas rada problēmas mūsu pārtikas sistēmai," saka Robs Maijers, Kolumbijas Misūri Universitātes Reģeneratīvās lauksaimniecības centra direktors. "Metodes, lai to novērstu, ir bioloģiskā daudzveidība, vairāk organisko vielu augsnē un integrētas pieejas."

Tomēr, lai pārietu uz šādu praksi, ir nepieciešams sākotnējais ieguldījums. Pētnieki un lauksaimnieki, kas runāja ar Nature, apstiprina, ka reģeneratīvā lauksaimniecība darbojas, taču var paiet daži gadi, līdz saimniecības gūst peļņu. Amerikas Savienotajās Valstīs advokāti aicina Kongresu iekļaut vairāk subsīdiju reģeneratīvajai lauksaimniecībai lauksaimniecības likumprojektā, kas ir visaptveroša likumdošanas pakete, kas tiek atjaunināta ik pēc pieciem gadiem un ietver finansējumu katastrofu seku likvidēšanai un lauksaimnieku apmācībai. Jaunākās versijas derīguma termiņš beidzās 30. septembrī. Tikmēr Eiropas Savienības Kopējās lauksaimniecības politikas jaunākā versija stājās spēkā pagājušajā gadā un ietvēra finansējumu lauksaimniekiem, kuri pieņem šādu ilgtspējīgu praksi.

Grīdas kopšana

Rūpnieciskā lauksaimniecība parasti paļaujas uz mēslojumu, pesticīdiem un iekārtām, lai ražotu augstas ražas monokultūras, piemēram, kukurūzu vai kviešus. Pārmērīga ķīmisko vielu izmantošana šajās kultūrās izjauc ekoloģiskos procesus augsnē un ir galvenais ūdens piesārņojuma cēlonis Amerikas Savienotajās Valstīs. Neveselīgai augsnei ir grūti absorbēt ūdeni vai uzglabāt barības vielas.

Tiek lēsts, ka no 2013. līdz 2017. gadam erozijas dēļ tika zaudēti aptuveni 8505 miljoni tonnu augsnes virskārtas ASV lauksaimniecības zemēs. Apvienoto Nāciju Organizācijas Pārtikas un lauksaimniecības organizācija brīdina, ka līdz 2050. gadam pastāv risks, ka vairāk nekā 90% pasaules augsnes tiks degradētas; tas varētu izraisīt bada pieaugumu.

Lai gan reģeneratīvajai lauksaimniecībai nav oficiālas definīcijas, zinātnieki, kas runāja ar Nature, saka, ka tās vispārējais mērķis ir atjaunot veselīgu augsni. Tas sākas ar organisko vielu, tostarp dzīvo sakņu un kūtsmēslu, daudzuma palielināšanu, lai barotu augsnes mikrobiomu un pārstrādātu barības vielas augiem.

Lai gan šis termins ir mūsdienīgs, reģenerācijas principi ir seni. To ieviešana nozīmē “atgriešanos pie dažām praksēm, uz kurām mēs kā cilvēce esam paļāvušies tūkstošiem gadu”, saka Ričs Smits, agroekologs no Ņūhempšīras universitātes Daremā.

Segkultūras

Viena no praksēm, kas tiek uzskatīta par atjaunojošu, ir segkultūru audzēšana: tādu sugu stādīšana, kuras parasti netiek novāktas, piemēram, āboliņš, kad galvenā kultūra ir ārpus sezonas, nevis atstāj zemi neapstādītu. Segaugu saknes novērš eroziju un absorbē lieko nitrātu no mēslojuma, kas citādi nonāktu strautos un gruntsūdeņos. Kad lauksaimnieks nogriež segkultūru, gatavojoties nākamajai galvenās kultūras stādīšanai, tā tiek iestrādāta augsnē, kur tā baro baktērijas un bezmugurkaulniekus augsnē un uzlabo augsnes auglību. 2022. gadā tikai aptuveni 5% no kultivētās zemes Amerikas Savienotajās Valstīs bija zem segaugiem, taču šis skaitlis pieaug; 2022. gadā audzēšana bija par 17% lielāka nekā 2017. gadā.

Spēcīgā sausuma laikā, kas 2012. gadā izpostīja kukurūzas un sojas ražas ASV Vidusrietumos, Maierss dzirdēja no lauksaimniekiem, kuri teica, ka lauki ar segaugiem nav tik smagi ietekmēti kā tie, kuros nebija. Tāpēc viņš strādāja ar Saglabāšanas tehnoloģiju informācijas centru, bezpeļņas organizāciju West Lafajetā, Indiānā, kas veicina saglabāšanu lauksaimniecībā, un ASV Lauksaimniecības departamenta (USDA) ilgtspējīgas lauksaimniecības programmu, lai izveidotu Nacionālo vāka kultūraugu apsekojumu. Pētnieks aptaujāja ap 700 lauksaimnieku un konstatēja, ka kukurūzas raža bija vidēji par 9,6% lielāka un sojas pupu raža bija par 11,6% lielāka, kad šajos laukos tika stādīti segaugi.

Tas bija pārsteidzoši, jo "tajā laikā daudzi cilvēki domāja, ka segaugi iztukšo mitrumu" un neatstāj pietiekami daudz galvenajām kultūrām, sacīja Maierss.

USDA piedāvā subsīdijas lauksaimniekiem, kuri izmanto segkultūras. 90% no lauksaimniekiem, kuri piedalījās 2022.–2023. gada Nacionālajā vāka kultūraugu apsekojumā un saņēma maksājumus par seguma kultūru audzēšanu, 90% teica, ka viņi, visticamāk, turpinās šo praksi pēc finansējuma pārtraukšanas.

Novērtē dažādību

Ir arī pierādījumi, ka augseka var uzlabot augsnes kvalitāti un noturību. Dažādu kultūru audzēšana, nevis vienas un tās pašas monokultūras audzēšana vienā un tajā pašā laukā gadiem ilgi, var uzlabot augsnes kvalitāti, nezaudējot produktivitāti, sacīja Smits.

To var panākt, vienā laukā laika gaitā rotējot dažādas kultūras, tostarp segkultūras, vai vienlaikus vienā laukā iestādot vairākas kultūras, tostarp "trīs māsas", kukurūzu, pupas un skvošu, ko dažas indiāņu ciltis audzē gadsimtiem ilgi.

Pārskatot 20 pētījumus, kuros tika analizēta augsekas ietekme uz augsnes dzīvi, atklājās, ka daudzu sugu rotācija palielināja mikroorganismu skaitu augsnē par aptuveni 15%, salīdzinot ar monokultūras laukiem, un palielināja mikrobu daudzveidību par vairāk nekā 3%. 1. Audzējot divas vai vairākas dažādas kultūras, augsnē tiek ražots vairāk barības vielu oglekļa un slāpekļa nekā monokultūras. 2. Pārskatot 33 rakstus, kuros pētīti lauki, kuros pākšaugi un graudi tika audzēti kopā, tika konstatēts ražas stabilitātes pieaugums gadu no gada salīdzinājumā ar monokultūras laukiem. 3, kas liecina, ka bioloģiski daudzveidīgas saimniecības varētu palielināt nodrošinātību ar pārtiku.

"Šādas sistēmas bieži var būt izturīgākas pret laikapstākļiem un uzlabot izturību pret slimībām," saka Smits. "Pierādījumi ir salīdzinoši spēcīgi, ka tie saglabā, ja ne palielina, atdevi."

Inovatīvi stimuli

Taču pāreja uz reģeneratīvo lauksaimniecību var aizņemt apmēram trīs gadus, lai atmaksātos, saka lauksaimnieki un pētnieki, kas runāja ar Nature.

Brendons Kaufmans, ceturtās paaudzes lauksaimnieks Moundridge, Kanzasas štatā, rotē labību un ļauj liellopiem ganīt laukus rudenī un ziemā, lai mēslotu augsni. Kad viņš sāka reģeneratīvo lauksaimniecību rūpnieciskajā saimniecībā, kuru viņš mantojis, viņš teica, ka viņam nebija "drošības tīkla". Valdības subsīdijas "izaicināja mani izmēģināt dažas lietas, un rezultātā es ieguvu milzīgu zināšanu daudzumu."

Federālās, valsts un korporatīvās programmas, kas nodrošina stimulus segkultūru stādīšanai, parasti beidzas pēc tam, kad lauksaimnieki pāriet. Lai atbalstītu ražotājus, kas piegādā valsts pārtiku un īstenotu šo praksi ilgtermiņā, ASV lauksaimniecības likumprojektā jāiekļauj pasākums, lai samazinātu apdrošināšanas prēmijas lauksaimniekiem, saka Kaufmans un citi. USDA pārbaudīja šo ideju COVID-19 pandēmijas laikā, piedāvājot 5 USD par akru apdrošināšanas atlaidi lauksaimniekiem, kuri stādīja segkultūras. Kopš tā laika šī federālā programma ir beigusies, bet Aiovas, Viskonsinas un Ilinoisas štati ir ieviesuši savas versijas.

Lauksaimnieki var pāriet no rūpnieciskās lauksaimniecības prakses un virzīties uz veselīgāku augsni, saka Kaufmans. “Tas vienkārši prasa laiku” un finansiālus stimulus, lai panāktu, ka ražotāji maina savas domas, viņš piebilst. Tas ir svarīgi, jo "ja domājat par saviem bērniem un mazbērniem... no kurienes nāks viņu ēdiens pēc 100 gadiem?"

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

   Raksts
   
   Google Scholar

2. Makdaniels, M. D., Tīmans, L. K. un Grandijs, A. S. Ekol. Appl. 24, 560–570 (2014).

   Raksts
   PubMed
   
   Google Scholar

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

   Raksts
   PubMed
   
   Google Scholar

Lejupielādēt atsauces