Suche
Mein Konto
Klimatresistenta växter: Forskare avslöjar nyckeln i jorden
Forskare visar hur regenerativa metoder förbättrar markkvaliteten och gör grödor mer motståndskraftiga mot klimatförändringar.
Klimatresistenta växter: Forskare avslöjar nyckeln i jorden
Sedan Klimatförändringarna hotar böndernas förmåga att tillhandahålla mat åt världen att producera, tror forskare och miljöaktivister att de har hittat en lösning: leka i smutsen.
De rapporterar ökande experimentella bevis för att förbättrad jordkvalitet kan göra skörden mer motståndskraftig mot torka och extremt väder – och uppmanar regeringar att erbjuda ekonomiska incitament till jordbrukare som utövar regenerativt jordbruk för att göra jordbruksmark klimattålig. Dessa metoder inkluderar främjande av Jordmikrobiom – det vill säga det mikrobiella samhället i jorden – genom att rotera växter mellan åkrar och lägga till ”täckgrödor”. Dessa växter skördas inte nödvändigtvis, men de förhindrar jorderosion och ökar näringsämnena i jorden.
"Det finns många ringeffekter av klimatförändringar som skapar utmaningar för vårt matsystem", säger Rob Myers, chef för Center for Regenerative Agriculture vid University of Missouri i Columbia. Metoderna för att motverka detta är biologisk mångfald, mer organiskt material i marken – och integrerade tillvägagångssätt.
En övergång till sådana metoder kräver dock en initial investering. Forskare och bönder som pratat med Nature bekräftar att regenerativt jordbruk fungerar, men det kan ta några år för gårdar att se vinster. I USA uppmanar förespråkare kongressen att inkludera fler subventioner för regenerativt jordbruk i Farm Bill, ett omfattande lagstiftningspaket som uppdateras vart femte år och som inkluderar finansiering för katastrofhjälp och utbildning av jordbrukare. Den senaste versionen gick ut den 30 september. Samtidigt trädde den senaste versionen av EU:s gemensamma jordbrukspolitik i kraft förra året och inkluderade finansiering för jordbrukare som antar sådana hållbara metoder.
Golvvård
Industriellt jordbruk är vanligtvis beroende av gödningsmedel, bekämpningsmedel och maskiner för att producera högavkastande monokulturer - som majs eller vete. Överdriven användning av kemikalier i dessa grödor stör ekologiska processer i jorden och är en ledande orsak till vattenföroreningar i USA. Ohälsosam jord har svårt att ta upp vatten eller lagra näring.
Uppskattningsvis 8 505 miljoner ton matjord på amerikansk jordbruksmark gick förlorad på grund av erosion mellan 2013 och 2017. FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation varnar för att mer än 90 % av världens jord riskerar att förstöras år 2050; detta kan leda till ökad hungersnöd.
Medan regenerativt jordbruk inte har någon formell definition, säger forskare som talade med Nature att dess allmänna mål är att återuppbygga frisk jord. Detta börjar med att öka mängden organiskt material – inklusive levande rötter och gödsel – för att ge näring till markmikrobiomet och återvinna näringsämnen för växter.
Även om termen är modern, är principerna för regenerering urgamla. Att implementera dem representerar "en återgång till några av de metoder som vi som mänsklighet har förlitat oss på i tusentals år", säger Rich Smith, en agroekolog vid University of New Hampshire i Durham.
Täckgrödor
En praxis som anses regenerativ är att odla täckgrödor: plantera arter som vanligtvis inte skördas, såsom klöver, när huvudgrödan är under lågsäsong, snarare än att lämna marken oplanterad. Rötterna på täckgrödor förhindrar erosion och absorberar överskott av nitrat från gödselmedel som annars skulle läcka ut i bäckar och grundvatten. När en bonde skär ner täckgrödan som förberedelse för nästa plantering av huvudgrödan, införlivas den i jorden där den matar bakterierna och ryggradslösa djur i jorden och förbättrar jordens bördighet. År 2022 var endast cirka 5 % av den odlade marken i USA täckt, men denna siffra har ökat; År 2022 var odlingen 17 % högre än 2017.
Under en svår torka som ödelade majs- och sojabönsgrödor i USA:s mellanvästern 2012, hörde Myers från bönder som sa att fält med täckskörd inte påverkades lika hårt som de utan. Så han arbetade med Conservation Technology Information Center, en ideell organisation i West Lafayette, Indiana, som främjar bevarande inom jordbruket, och ett hållbart jordbruksprogram från U.S. Department of Agriculture (USDA), för att skapa National Cover Crop Survey. Forskare undersökte cirka 700 bönder och fann att majsskördarna i genomsnitt var 9,6 % högre och sojabönsskördarna 11,6 % högre när täckgrödor planterades på dessa fält.
Detta var förvånande eftersom "vid den tiden trodde många att täckgrödor dränerade fukt" och inte lämnade tillräckligt för huvudgrödorna, sa Myers.
USDA erbjuder subventioner till jordbrukare som använder täckgrödor. Av de bönder som deltog i den nationella täckgrödorundersökningen 2022-23 och fick betalningar för att odla täckgrödor, sa 90 % att de sannolikt skulle fortsätta med metoden efter att finansieringen upphört.
Uppskatta mångfald
Det finns också bevis för att växtföljd kan förbättra markkvaliteten och motståndskraften. Att odla olika grödor, snarare än att odla samma monokultur på samma fält i flera år, kan förbättra jordkvaliteten utan att offra produktiviteten, sa Smith.
Detta kan åstadkommas genom att rotera olika grödor, inklusive täckgrödor, på samma fält över tiden, eller genom att plantera flera grödor samtidigt på samma fält, inklusive de "tre systrarna", majs, bönor och squash, som har odlats av vissa indianstammar i århundraden.
En genomgång av 20 studier som analyserade effekterna av växtföljd på marklivet fann att växelbruk av flera arter ökade antalet mikroorganismer i marken med cirka 15 % jämfört med monokulturfält och ökade mikrobiell mångfald med mer än 3 % 1. Att odla två eller flera olika grödor producerar också mer av näringsämnena kol och kväve i jorden än monokulturer 2. En genomgång av 33 artiklar som undersökte fält där baljväxter och spannmål odlades tillsammans visade en ökning av stabiliteten i skörden från år till år jämfört med monokulturfält 3, vilket tyder på att gårdar med biologisk mångfald skulle kunna öka livsmedelssäkerheten.
"Sådana system kan ofta vara mer motståndskraftiga mot vädervariationer och har förbättrad sjukdomsresistens", säger Smith. "Beviset är relativt starkt för att de upprätthåller, om inte öka, avkastning."
Innovativa incitament
Men övergången till regenerativt jordbruk kan ta ungefär tre år att löna sig, säger bönder och forskare som talat med Nature.
Brandon Kaufman, en fjärde generationens bonde i Moundridge, Kansas, roterar grödor och låter boskap beta fälten på hösten och vintern för att gödsla jorden. När han började regenerativt jordbruk på industrigården han ärvde sa han att han inte hade "inget skyddsnät". Statliga subventioner "utmanade mig att prova vissa saker och jag fick en enorm mängd kunskap som ett resultat."
Federala, statliga och företagsprogram som ger incitament för att plantera täckgrödor slutar vanligtvis efter att bönderna gjort bytet. För att stödja producenterna som tillhandahåller landets mat och implementerar dessa metoder på lång sikt, bör U.S. Farm Bill innehålla en åtgärd för att sänka försäkringspremierna för jordbrukare, säger Kaufman och andra. USDA testade denna idé under covid-19-pandemin genom att erbjuda en försäkringsrabatt på 5 USD per tunnland till bönder som planterade täckgrödor. Det federala programmet har sedan dess avslutats, men delstaterna Iowa, Wisconsin och Illinois har implementerat sina egna versioner.
Bönder kan gå bort från industriella jordbruksmetoder och mot hälsosammare jord, säger Kaufman. "Det tar bara tid" och ekonomiska incitament att få producenter att ändra uppfattning, tillägger han. Detta är viktigt eftersom "när du tänker på dina barn och barnbarn ... var kommer deras mat ifrån om 100 år?"
-
Venter, Z.S., Jacobs, K. & Hawkins, H.-J. Pedobiologia 59, 215–223 (2016).
-
McDaniel, M.D., Tiemann, L.K. & Grandy, A.S. Ecol. Appl. 24, 560–570 (2014).
-
Raseduzzaman, M. & Jensen, E. S. Euro. J. Agron. 91, 25–33 (2017).