Сохранение почвы — это предотвращение потери верхнего слоя почвы из-за эрозии или предотвращение снижения плодородия, вызванного чрезмерным использованием, закислением , засолением или другим химическим загрязнением почвы .
Подсечно-огневое земледелие и другие неустойчивые методы натурального хозяйства практикуются в некоторых менее развитых районах. Следствием вырубки лесов обычно является крупномасштабная эрозия , потеря питательных веществ в почве и иногда полное опустынивание . Методы улучшения сохранения почвы включают севооборот , покровные культуры , противоэрозионную обработку почвы и посаженные ветрозащитные полосы , которые влияют как на эрозию , так и на плодородие . Когда растения умирают, они разлагаются и становятся частью почвы. Кодекс 330 определяет стандартные методы, рекомендованные Службой охраны природных ресурсов США . Фермеры практикуют сохранение почвы на протяжении тысячелетий. В Европе такие политики, как Общая сельскохозяйственная политика, нацелены на применение лучших методов управления, таких как сокращенная обработка почвы , зимние покровные культуры, [1] растительные остатки и травяные поля, чтобы лучше решать проблему сохранения почвы. Для решения проблемы эрозии требуются также политические и экономические действия. Простое препятствие в управлении касается того, как мы ценим землю, и это можно изменить путем культурной адаптации. [2] Почвенный углерод является поглотителем углерода , играя роль в смягчении последствий изменения климата . [3]
Контурная вспашка ориентирует борозды, следуя контурным линиям обрабатываемой площади. Борозды перемещаются влево и вправо, чтобы поддерживать постоянную высоту, что уменьшает сток . Контурная вспашка практиковалась древними финикийцами для уклонов от двух до десяти процентов. [4] Контурная вспашка может увеличить урожайность от 10 до 50 процентов, частично в результате большего удержания почвы. [5]
Террасирование — это практика создания почти ровных участков на склоне холма. Террасы образуют ряд ступеней, каждая из которых находится на более высоком уровне, чем предыдущая. Террасы защищены от эрозии другими почвенными барьерами. Террасное земледелие чаще встречается на небольших фермах. Оно подразумевает создание ряда плоских террасных уровней на наклонном поле.
Проектирование контурных линий представляет собой усовершенствование контурного земледелия, при котором при формировании контурных линий учитываются общие свойства водосбора .
Деревья, кустарники и почвопокровные растения являются эффективными средствами обработки периметра для предотвращения эрозии почвы , препятствуя поверхностным потокам. Особой формой этой обработки периметра или междурядий является использование «травяного пути», который одновременно направляет и рассеивает сток через поверхностное трение, препятствуя поверхностному стоку и способствуя инфильтрации замедленной поверхностной воды. [6]
Ветрозащитные полосы представляют собой достаточно густые ряды деревьев с наветренной стороны сельскохозяйственного поля, подверженного ветровой эрозии . [7] Вечнозеленые виды обеспечивают круглогодичную защиту; однако, пока листва присутствует в сезоны голых почвенных поверхностей, эффект листопадных деревьев может быть достаточным.
Покровные культуры, такие как азотфиксирующие бобовые , белая репа, редис и другие виды чередуются с товарными культурами, чтобы покрывать почву круглый год и действовать как зеленое удобрение , которое восполняет азот и другие важные питательные вещества. Покровные культуры также помогают подавлять сорняки. [8]
Почвосберегающее земледелие включает в себя земледелие без обработки почвы , «зеленые удобрения» и другие методы улучшения почвы, которые затрудняют выравнивание почвы. Такие методы земледелия пытаются имитировать биологию бесплодных земель . Они могут оживить поврежденную почву, минимизировать эрозию, стимулировать рост растений, исключить использование азотных удобрений или фунгицидов, давать урожай выше среднего и защищать урожай во время засух или наводнений. Результатом является меньше труда и более низкие затраты, которые увеличивают прибыль фермеров. Земледелие без обработки почвы и покровные культуры действуют как поглотители азота и других питательных веществ. Это увеличивает количество органического вещества почвы . [8]
Повторная вспашка/обработка почвы ухудшает ее, убивая полезные грибы и дождевых червей. После повреждения почве может потребоваться несколько сезонов для полного восстановления, даже в оптимальных условиях. [8]
Критики утверждают, что метод no-till и родственные ему методы непрактичны и слишком дороги для многих производителей, отчасти потому, что он требует нового оборудования. Они ссылаются на преимущества традиционной обработки почвы в зависимости от географии, сельскохозяйственных культур и состояния почвы. Некоторые фермеры утверждают, что no-till усложняет борьбу с вредителями, задерживает посадку и что послеуборочные остатки, особенно кукурузы, трудно поддаются обработке. [8]
Использование пестицидов может загрязнять почву, а также близлежащую растительность и водные источники в течение длительного времени. Они влияют на структуру почвы и (биотический и абиотический) состав. [9] [10] Дифференцированные схемы налогообложения являются одними из вариантов, исследованных в академической литературе для сокращения их использования. [11]
Альтернативы пестицидам доступны и включают методы выращивания, использование биологических методов борьбы с вредителями (таких как феромоны и микробные пестициды), генную инженерию (в основном сельскохозяйственных культур ) и методы вмешательства в размножение насекомых. [12] Применение компостированных садовых отходов также использовалось в качестве способа борьбы с вредителями. [13]
Эти методы становятся все более популярными и часто безопаснее традиционных химических пестицидов. Кроме того, EPA регистрирует пестициды с пониженным риском во все большем количестве. [ необходима цитата ]
Засоление почвы вызвано поливом соленой водой. Затем вода испаряется из почвы, оставляя соль. Соль разрушает структуру почвы, вызывая бесплодие и снижение роста. [ необходима цитата ] [14]
Ионы , ответственные за засоление: натрий (Na + ), калий (K + ), кальций (Ca 2+ ), магний (Mg 2+ ) и хлор (Cl − ). По оценкам, засоление затрагивает около трети пахотных земель Земли . [15] Засоление почвы отрицательно влияет на метаболизм сельскохозяйственных культур , и обычно за этим следует эрозия.
Засоление происходит на засушливых землях из -за чрезмерного орошения и в районах с неглубоким уровнем соленых вод. Чрезмерное орошение откладывает соли в верхних слоях почвы как побочный продукт инфильтрации почвы ; орошение просто увеличивает скорость отложения солей. Самый известный случай капиллярного действия неглубокого уровня соленых вод произошел в Египте после строительства Асуанской плотины в 1970 году . Изменение уровня грунтовых вод привело к высокой концентрации соли в уровне грунтовых вод. Постоянно высокий уровень грунтовых вод привел к засолению почвы .
Использование гуминовых кислот может предотвратить избыточное засоление, особенно при чрезмерном орошении. [16] Гуминовые кислоты могут фиксировать как анионы , так и катионы и удалять их из корневых зон . [ необходима цитата ]
Посадка видов растений, которые могут переносить соленые условия, может быть использована для снижения уровня грунтовых вод и, таким образом, снижения скорости капиллярного и испарительного обогащения поверхностных солей. К солеустойчивым растениям относится лебеда , растение, встречающееся в большей части Северной Америки и в средиземноморских регионах Европы .
Когда черви выделяют фекалии в виде экскрементов , сбалансированный набор минералов и питательных веществ для растений преобразуется в форму, доступную для усвоения корнями . Экскременты дождевых червей в пять раз богаче доступным азотом , в семь раз богаче доступными фосфатами и в одиннадцать раз богаче доступным калием , чем окружающие верхние 150 миллиметров (5,9 дюйма) почвы. Вес произведенных экскрементов может превышать 4,5 кг на червя в год. Зарываясь, дождевой червь улучшает пористость почвы , создавая каналы, которые улучшают процессы аэрации и дренажа. [17]
Другие важные почвенные организмы включают нематоды , микоризу и бактерии . Четверть всех видов животных живет под землей. Согласно отчету Продовольственной и сельскохозяйственной организации за 2020 год «Состояние знаний о биоразнообразии почв – статус, проблемы и потенциал», существуют серьезные пробелы в знаниях о биоразнообразии почв. [18] [19]
Деградировавшая почва требует синтетических удобрений для получения высоких урожаев. Отсутствие структуры увеличивает эрозию и переносит азот и другие загрязняющие вещества в реки и ручьи. [8]
Каждое увеличение содержания органического вещества в почве на один процент помогает почве удерживать на 20 000 галлонов воды больше на акр. [8]
Чтобы растения могли полностью реализовать свой фитонутриентный потенциал, иногда проводится активная минерализация почвы. Это может включать добавление щебня или химических добавок в почву. В любом случае целью является борьба с истощением минералов . Можно использовать широкий спектр минералов, включая обычные вещества, такие как фосфор , и более экзотические вещества, такие как цинк и селен . Обширные исследования изучают фазовые переходы минералов в почве при водном контакте. [20]
Наводнение может принести значительные отложения в аллювиальную равнину. Хотя этот эффект может быть нежелательным, если наводнения угрожают жизни или если отложения происходят из продуктивных земель, этот процесс добавления к пойме является естественным процессом, который может омолодить химию почвы посредством минерализации. [ необходима цитата ]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
