Управление почвой

Применение методов защиты почвы и повышения ее продуктивности

Управление почвенными ресурсами — это применение операций, методов и методов обработки для защиты почвы и повышения ее производительности (например, плодородия почвы или механики почвы ). Это включает сохранение почвы , ее улучшение и оптимальное здоровье почвы . В сельском хозяйстве необходима определенная обработка почвы как неорганического, так и органического типа, чтобы предотвратить снижение продуктивности сельскохозяйственных земель в течение десятилетий. Органическое сельское хозяйство, в частности, уделяет особое внимание оптимальному управлению почвой, поскольку оно использует здоровье почвы в качестве единственного или почти исключительного источника ее удобрения и борьбы с вредителями .

Управление почвенными ресурсами является важным инструментом решения проблемы изменения климата за счет увеличения содержания углерода в почве , а также решения других серьезных экологических проблем, связанных с современными методами промышленного сельского хозяйства . Проект «Просадка» выделяет три основных метода управления почвенными ресурсами как действенные шаги по смягчению последствий изменения климата : улучшенное управление питательными веществами , ^[1] ресурсосберегающее сельское хозяйство (включая нулевую обработку почвы ), ^[2] и использование регенеративного сельского хозяйства . ^[3]

Воздействие на окружающую среду

По данным Агентства по охране окружающей среды , методы управления сельскохозяйственными почвами могут привести к производству и выбросам закиси азота (N ₂ O), основного парникового газа и загрязнителя воздуха. Деятельность, которая может способствовать выбросам N ₂ O, включает использование удобрений , орошение и обработку почвы . На управление почвами приходится более половины выбросов сельскохозяйственного сектора. На долю крупного рогатого скота приходится треть выбросов за счет выбросов метана . Утилизация навоза и выращивание риса также производят выбросы. ^[4] Использование биоугля может снизить выбросы N ₂ O из почв в среднем на 54%. ^[5] Использование искусственных удобрений в сельскохозяйственной сфере приводит к дисбалансу питания почвы.

Почвы могут улавливать углекислый газ (CO ₂ ) из атмосферы, главным образом, сохраняя углерод в виде почвенного органического углерода (SOC) в процессе фотосинтеза . CO ₂ также можно хранить в виде неорганического углерода, но это встречается реже. Преобразование природных земель в сельскохозяйственные угодья высвобождает углерод обратно в атмосферу. Количество углерода, которое почва может улавливать, зависит от климата, а также от текущего и исторического землепользования и управления. ^[6] Возделываемые земли могут секвестировать 0,5–1,2 Пг C/год, а пастбища и пастбища могут секвестировать 0,3–0,7 Пг C/год. ^[7] Сельскохозяйственные методы, улавливающие углерод, могут помочь смягчить последствия изменения климата . ^[8] Интенсивное земледелие ухудшает функциональность почв.

Методы, которые значительно повышают секвестрацию углерода в почве, включают нулевую обработку почвы , мульчирование пожнивных остатков , покровные культуры и севооборот , которые более широко используются в органическом земледелии , чем в традиционном земледелии. ^{[9] [10]} Поскольку только 5% сельскохозяйственных угодий США в настоящее время используют нулевую обработку почвы и мульчирование по остаткам, существует большой потенциал секвестрации углерода. ^[11] Подобные методы, такие как преобразование пахотных земель в пастбища, растительные остатки и покровные культуры, были предложены в Европе. ^[12]

Практики

Традиционное сельское хозяйство обусловлено индустриализацией и направлено на максимизацию эффективности. Практика включает крупномасштабное сельское хозяйство, специализирующееся на монокультуре и использующее пестициды, гербициды и удобрения. ^{[8] [13]} Альтернативы включают консервационное, регенеративное и органическое сельское хозяйство, которые в общих чертах можно отнести к устойчивому сельскому хозяйству . В ресурсосберегающем сельском хозяйстве используются три основных метода: минимизация нарушения почвы, поддержание постоянного почвенного покрова и диверсификация видов сельскохозяйственных культур. ^[14] Аналогично, методы регенеративного земледелия используют минимальную обработку почвы или ее отсутствие, покровные культуры, севообороты, компост и выпас скота. ^[15] Органическое сельское хозяйство включает в себя большинство этих практик и делает упор на биологическое, а не синтетическое управление. ^[16] Существует три основных метода, которые улучшают секвестрацию углерода в почвах: увеличение поступления биомассы, уменьшение потерь SOC и увеличение среднего времени пребывания (MRT) SOC. ^[7]

В Палау в качестве обработки почвы практикуются покровные культуры и мульчирование

Конкретные методы управления почвами, влияющие на здоровье почвы , включают: ^[17]

• Контроль движения транспорта по поверхности почвы помогает уменьшить уплотнение почвы , что может уменьшить аэрацию и инфильтрацию воды .
• Посадка покровных культур , которые удерживают почву закрепленной и покрытой в межсезонье, чтобы почва не подвергалась эрозии ветром и дождем.
• Севообороты ^[18] для пропашных культур чередуют высокопожнивные культуры с малопожнивными культурами для увеличения количества растительного материала, остающегося на поверхности почвы в течение года, для защиты почвы от эрозии.
• Управление питательными веществами может помочь улучшить плодородие почвы и количество содержания органических веществ , что улучшает структуру и функцию почвы .
• Вспашка почвы или обработка почвы — это рыхление почвы, например, плугом или бороной, чтобы подготовить почву для новых семян. Системы обработки почвы различаются по интенсивности и степени беспокойства. Традиционная обработка почвы является наиболее интенсивной системой обработки почвы и нарушает самый глубокий слой почвы. При щадящей обработке почвы не менее 30% растительных остатков остается на поверхности почвы. ^{[19] [20]} Операции с сокращенной или нулевой обработкой почвы ограничивают степень нарушения почвы при выращивании нового урожая и помогают удерживать растительные остатки на поверхности почвы для защиты от эрозии и удержания воды.
• Добавление органических веществ на поверхность почвы может увеличить содержание углерода в почве, а также численность и разнообразие микробных организмов в почве. ^{[21] [22]}
• Использование удобрений увеличивает содержание в почве таких питательных веществ, как азот, фосфор, сера и калий. Использование удобрений влияет на pH почвы и часто подкисляет почву, за исключением калийных удобрений. ^[23] Удобрения могут быть органическими или синтетическими.
• Использование многолетней зерновой культуры, такой как Thinopyrum intermedium .

Рекомендации

1. «Управление питательными веществами @ProjectDrawdown #ClimateSolutions» . Просадка проекта . 06 февраля 2020 г. Проверено 03 января 2021 г.
2. "Ресурсосберегающее сельское хозяйство @ProjectDrawdown #ClimateSolutions" . Просадка проекта . 06 февраля 2020 г. Проверено 03 января 2021 г.
3. «Регенеративное ежегодное земледелие @ProjectDrawdown #ClimateSolutions» . Просадка проекта . 06 февраля 2020 г. Проверено 03 января 2021 г.
4. «Сельское хозяйство: источники выбросов парниковых газов». Агентство по охране окружающей среды. 2015.
5. Каюэла, М.Л., ван Цвитен, Л., Сингх, Б.П., Джеффри, С., Ройг, А., и Санчес-Монедеро, Массачусетс (15 июня 2014 г.). «Роль Biochar в уменьшении выбросов закиси азота из почвы: обзор и метаанализ». Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда . 191 : 5–16. дои : 10.1016/j.agee.2013.10.009.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
6. «Хранение углерода в почве | Изучайте науку в Scitable» . www.nature.com . Проверено 12 апреля 2019 г.
7. Лал, Ротанг (25 марта 2018 г.). «Копаем глубже: целостный взгляд на факторы, влияющие на секвестрацию органического углерода почвой в агроэкосистемах». Биология глобальных изменений . 24 (8): 3285–3301. Бибкод : 2018GCBio..24.3285L. дои : 10.1111/gcb.14054. ISSN  1354-1013. PMID  29341449. S2CID  4307520.
8. Шеннан, Кэрол; Крупник, Тимоти Дж.; Бэрд, Грэм; Коэн, Хамутал; Форбуш, Келси; Ловелл, Робин Дж.; Олимпия, Элисса М. (17 октября 2017 г.). «Органическое и традиционное сельское хозяйство: полезная основа?». Ежегодный обзор окружающей среды и ресурсов . 42 (1): 317–346. doi : 10.1146/annurev-environ-110615-085750 . ISSN  1543-5938.
9. Сьюзан С. Лэнг (13 июля 2005 г.). «Органическое сельское хозяйство дает такой же урожай кукурузы и сои, как и обычные фермы, но потребляет меньше энергии и не использует пестициды, как показывает исследование» . Проверено 8 июля 2008 года .
10. Пиментель, Дэвид; Хепперли, Пол; Хэнсон, Джеймс; Даудс, Дэвид; Зайдель, Рита (2005). «Экологические, энергетические и экономические сравнения органических и традиционных систем земледелия». Бионаука . 55 (7): 573–82. doi : 10.1641/0006-3568(2005)055[0573:EEAECO]2.0.CO;2 .
11. Лал, Ротанг; Гриффин, Майкл; Апт, Джей; Лаве, Лестер ; Морган, М. Грейнджер (2004). «Экология: управление почвенным углеродом». Наука . 304 (5669): 393. doi :10.1126/science.1093079. PMID  15087532. S2CID  129925989.
12. Лугато, Эмануэле; Бампа, Франческа; Панагос, Панос; Монтанарелла, Лука; Джонс, Арвин (1 ноября 2014 г.). «Потенциальная секвестрация углерода европейскими пахотными почвами оценивается путем моделирования комплексного набора методов управления». Биология глобальных изменений . 20 (11): 3557–3567. Бибкод : 2014GCBio..20.3557L. дои : 10.1111/gcb.12551 . ISSN  1365-2486. ПМИД  24789378.
13. Водитель, Келли; Здоровье, Общественная школа Дж. Х. Блумберга. «Индустриализация сельского хозяйства». Школа общественного здравоохранения Блумберга Джонса Хопкинса . Проверено 12 апреля 2019 г.
14. «Ресурсосберегающее сельское хозяйство | Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций» . www.фао.орг . Проверено 12 апреля 2019 г.
15. "Что такое регенеративное сельское хозяйство?" (PDF) . 16 февраля 2017 г. Архивировано из оригинала (PDF) 12 апреля 2019 г. . Проверено 12 апреля 2019 г.
16. «Что такое органическое сельское хозяйство?». www.sare.org . Проверено 12 апреля 2019 г.
17. «Качество почвы: Управление: Практика управления почвой». www.soilquality.org . Проверено 12 апреля 2019 г.
18. «Корма и продовольственные культуры». Расширение штата Пенсильвания . Проверено 12 апреля 2019 г.
19. «Системы обработки почвы». www.sare.org . Проверено 12 апреля 2019 г.
20. «USDA ERS - Обработка почвы и севооборот» . www.ers.usda.gov . Проверено 12 апреля 2019 г.
21. Бреннан, Эрик Б.; Акоста-Мартинес, Вероника (июнь 2017 г.). «Частота посева покровных культур является основным фактором микробных изменений в почве в течение шести лет производства органических овощей». Биология и биохимия почвы . 109 : 188–204. doi :10.1016/j.soilbio.2017.01.014. ISSN  0038-0717.
22. Балдантони, Даниэла; Беллино, Алессандро; Морра, Луиджи; Альфани, Анна (17 мая 2015 г.). «Поправка к компосту способствует естественному восстановлению деградированной сельскохозяйственной почвы Средиземноморья». Управление окружением . 56 (4): 946–956. Бибкод : 2015EnMan..56..946B. дои : 10.1007/s00267-015-0539-4. ISSN  0364-152X. PMID  25982619. S2CID  206945654.
23. «Удобрения и кислотность почвы | Питание мозаичных культур | Питание мозаичных культур» . www.cropnutrition.com . Проверено 12 апреля 2019 г.

Внешние ссылки