БЛОГ #16

Сейчас много говорят о необходимости защиты от деградации почвы и омоложения ее качества в мировом сельском хозяйстве и о том, какую роль в этом могут сыграть биостимуляторы. Учитывая критическое состояние почвы и ее важность для жизни, мы подумали, что будет интересно представить серию сообщений на эту тему.   

В 2016 году Подкомитет по экологическим системам Комитета по окружающей среде, природным ресурсам и устойчивости Национального научно-технического совета США подготовил доклад "Состояние и будущее почв США". Несмотря на то, что этот доклад посвящен конкретному региону, из него можно многое почерпнуть, поскольку регионы по всему миру сталкиваются с одними и теми же угрозами и проблемами. В этой статье мы рассмотрим некоторые из представленных в отчете сведений и заложим основу для интересных последующих статей, в которых мы сможем более подробно остановиться на различных биостимуляторах и возможностях, которые они предоставляют для защиты и улучшения почв.

"В естественных условиях для формирования одного дюйма верхнего слоя почвы может потребоваться 500 лет и более". ¹

Деградация почвы

В США, как и в каждом регионе, есть типы почв, которые формировались на протяжении многих лет в ответ на местный климат и гидрологию, биологическую активность, топографию и другие почвообразующие факторы. И каждый тип почвы различается тем, как он деградирует или восстанавливается в ответ на методы управления. Почва должна быть защищена от деградации, иначе под угрозой окажутся важные экосистемные услуги. Помимо прочего, деградация почвы снижает ее доступность для производства продуктов питания, связывания углерода и эффективности использования воды. Согласно отчету, деградированные почвы "иногда могут быть восстановлены с помощью улучшенных методов управления или почвенных добавок, таких как органическое вещество, для смягчения физических или химических ограничений", в то же время отмечается, что "деградированным почвам могут потребоваться сотни или даже тысячи лет для естественного восстановления". ²

Потери почвы

Потери почвы в результате эрозии - как ветровой, так и водной - могут быть экстремальными. Почва - это живое сообщество микроорганизмов. Микробиом, необходимый для здоровой и функциональной почвы, варьируется в зависимости от места и использования. Замена утраченной почвы почвой из другого места не будет достаточной для восстановления ее функций.

В США, по оценкам, скорость эрозии составляет в среднем 4,6 тонн на акр в год^.3 Темпы почвообразования сами по себе не могут компенсировать текущие темпы потерь почвы в результате эрозии. Количественно оценить темпы почвообразования нелегко, поскольку они очень изменчивы. В отчете предполагается, что средние темпы почвообразования близки к 0,5 тонны на акр в год. ^4,5 Это показывает, что полагаться только на естественное почвообразование для компенсации высоких темпов потери почвы в сельском хозяйстве невозможно.

Изменчивость почв

Существует 12 "почвенных порядков", каждый из которых обладает характеристиками, определяющими их экосистемные услуги и реакцию на методы управления. Экосистемные услуги, предоставляемые почвой, различаются по видам землепользования, однако существует общая потребность в стратегиях управления, которые защищают от негативных последствий на будущее. В отчете отмечается, что, хотя основной целью рабочих земель (пахотные земли, пастбища, пастбища и большая часть лесных угодий страны) является обеспечение продовольствием и волокнами, "наиболее важной задачей является минимизация негативных последствий, таких как эрозия почвы и потеря органического вещества, а также непреднамеренных экологических рисков на территории и за ее пределами в результате неправильного применения сельскохозяйственных средств производства, таких как удобрения и пестициды".

Рисунок 1- Порядок почв США. Источник: USDA NRCS

Моллисолы - это почвы, которые обычно формируются под пастбищной растительностью и содержат высокий уровень органического вещества, накапливающего большое количество углерода и других питательных веществ, необходимых для роста растений. Они являются одними из самых продуктивных почв в ^мире6 и занимают около 22% земельной площади в США, но менее 7% мировой земельной площади^.7 Для сравнения, только около 16% почв Африки являются оптимальными для растениеводства и животноводства^.8,9 Подавляющее большинство почв Африки имеют низкий уровень органического вещества или высокую кислотность, что затрудняет успешное растениеводство.

Рисунок 2 - Глобальные заказы на почву. Источник: USDA NRCS

Угрозы и вызовы

Хотя в сельском хозяйстве мы часто ассоциируем жизнеспособность почв категорически с производством сельскохозяйственных культур, в отчете, на котором основана эта заметка, более широко рассматривается роль почвы не только в обеспечении производства продуктов питания, но и в качестве и доступности воды, экологическом биоразнообразии и смягчении последствий изменения климата. В качестве основных угроз были выделены три категории:

• Изменение землепользования и почвенно-растительного покрова: Изменения в землепользовании вызваны ростом и перемещением населения, увеличением площади городских территорий, изменением потребностей в воде и земле, изменением общественных и потребительских предпочтений, а также экономическим давлением на управляющих земельными ресурсами. Изменения в практике землепользования, сопровождающие эти изменения, могут привести к ухудшению гидрологических функций, загрязнению, засолению и уплотнению почв. Это также влияет на уровень питательных веществ и углерода, а также на сообщества микроорганизмов и беспозвоночных.
• Неустойчивая практика землепользования: Деградация почв в результате нерациональной практики землепользования представляет собой значительную антропогенную угрозу. Неустойчивая практика влияет на экосистемные услуги почвы во всех видах использования и типах почв, многие из которых специфичны для сельскохозяйственных почв. Почвенная биота участвует во всех основных питательных и биогеохимических циклах, включая циклы углерода, азота и фосфора, что влияет на питательный статус растений, поток атмосферных газов, связывание углерода и качество воды. ^10,11,12 Правильное управление биомассой важно для выживания биологического сообщества. Кроме того, плохое управление биомассой может отрицательно сказаться на структуре почвы, углероде и удержании воды.
• Климат и изменение окружающей среды: Климат и изменение окружающей среды существенно влияют на почвенные процессы, функции и потери, включая потенциал для связывания углерода. Повышение температуры почвы и изменение влажности почвы может привести к увеличению выделения углерода и парниковых газов в результате распада органического вещества почвы^.13 Засухи, вызванные изменением климата, ограничат продуктивность растений и, как следствие, поступление углерода в почву. Также может увеличиться эрозия почвы под воздействием ветра и дождя. Изменения в распространении инвазивных видов потенциально могут повлиять на рН и структуру почвы, биотическое разнообразие, уровень влажности, способность удерживать воду и круговорот питательных веществ^.14,15,16,17.

Какие возможности были определены для устранения этих угроз и вызовов? Как и следовало ожидать - исследования, технологии, землеустройство и общественные науки. Это отличное время для того, чтобы вынести биостимуляторы на передний план этой дискуссии. Вы можете прочитать весь отчет здесь: https://obamawhitehouse.archives.gov/sites/default/files/microsites/ostp/ssiwg_framework_december_2016.pdf.