Применение методов защиты почвы и повышения ее производительности
Управление почвой — это применение операций, методов и методов обработки для защиты почвы и повышения ее производительности (например, плодородия почвы или механики почвы ). Оно включает в себя сохранение почвы , улучшение почвы и оптимальное здоровье почвы . В сельском хозяйстве требуется определенное количество управления почвой как в неорганических, так и в органических типах, чтобы предотвратить снижение продуктивности сельскохозяйственных земель в течение десятилетий. Органическое земледелие, в частности, подчеркивает оптимальное управление почвой, поскольку оно использует здоровье почвы как исключительный или почти исключительный источник ее удобрения и борьбы с вредителями .
По данным Агентства по охране окружающей среды , методы управления сельскохозяйственными почвами могут привести к образованию и выбросам закиси азота (N 2 O), основного парникового газа и загрязнителя воздуха. Виды деятельности, которые могут способствовать выбросам N 2 O, включают использование удобрений , орошение и обработку почвы . На управление почвами приходится более половины выбросов в сельскохозяйственном секторе. На крупный рогатый скот приходится треть выбросов за счет выбросов метана . Управление навозом 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 сельскохозяйственных угодьях приводит к дисбалансу питания в почве.
Почвы могут поглощать углекислый газ (CO2 ) из атмосферы, в первую очередь, путем хранения углерода в виде органического углерода почвы (SOC) в процессе фотосинтеза . CO2 также может храниться в виде неорганического углерода, но это встречается реже. Преобразование природных земель в сельскохозяйственные угодья высвобождает углерод обратно в атмосферу. Количество углерода, которое почва может поглощать, зависит от климата, а также от текущего и исторического землепользования и управления. [6] Пахотные земли имеют потенциал для поглощения 0,5–1,2 Пг С/год, а пастбища и пастбища могут поглощать 0,3–0,7 Пг С/год. [7] Сельскохозяйственные методы, поглощающие углерод, могут помочь смягчить изменение климата . [8] Интенсивное земледелие ухудшает функциональность почв.
Методы, которые значительно улучшают секвестрацию углерода в почве, включают земледелие без обработки почвы , мульчирование остатками , покровные культуры и севооборот , все из которых 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 остатками, существует большой потенциал для секвестрации углерода. [11] Аналогичные практики, такие как преобразование пахотных земель в луга, остатки урожая и покровные культуры, были предложены в Европе. [12]
Практики
Традиционное сельское хозяйство движимо индустриализацией и нацелено на максимизацию эффективности. Практики включают крупномасштабное фермерство, которое специализируется на монокультуре и использует пестициды, гербициды и удобрения. [8] [13] Альтернативы включают консервационное, восстановительное и органическое сельское хозяйство, которые можно в целом сгруппировать как устойчивое сельское хозяйство . Консервативное сельское хозяйство имеет три основных практики: минимизация нарушения почвы, поддержание постоянного почвенного покрытия и диверсификация видов сельскохозяйственных культур. [14] Аналогично, регенеративные методы сельского хозяйства используют минимальную или нулевую обработку почвы, покровные культуры, севообороты, компост и выпас скота. [15] Органическое сельское хозяйство включает большинство этих практик и делает упор на биологическое, а не синтетическое управление. [16] Существует три всеобъемлющих практики, которые улучшают секвестрацию углерода в почвах: увеличение поступления биомассы, снижение потерь SOC и увеличение среднего времени пребывания (MRT) SOC. [7]
Покровные культуры и мульчирование, применяемые в качестве методов управления почвой в Палау
Конкретные методы управления почвой, которые влияют на ее здоровье, включают: [17]
Посадка покровных культур , которые удерживают почву закрепленной и покрытой в межсезонье, чтобы она не подвергалась эрозии под воздействием ветра и дождя.
Севообороты [18] для пропашных культур предполагают чередование культур с высоким содержанием растительных остатков с культурами с низким содержанием растительных остатков, чтобы увеличить количество растительного материала, оставляемого на поверхности почвы в течение года, и защитить почву от эрозии.
Обработка почвы, или вспашка , представляет собой разрушение почвы, например, плугом или бороной, для подготовки почвы к новым семенам. Системы обработки почвы различаются по интенсивности и нарушению. Обычная обработка почвы является наиболее интенсивной системой обработки и нарушает самый глубокий слой почвы. По крайней мере 30% растительных остатков остается на поверхности почвы при консервационной обработке. [19] [20] Операции с уменьшенной обработкой или нулевой обработкой ограничивают объем нарушения почвы при выращивании новой культуры и помогают сохранять растительные остатки на поверхности почвы для защиты от эрозии и удержания воды.
Добавление органического вещества на поверхность почвы может увеличить содержание углерода в почве, а также численность и разнообразие микробных организмов в почве. [21] [22]
Использование удобрений увеличивает содержание питательных веществ, таких как азот, фосфор, сера и калий в почве. Использование удобрений влияет на pH почвы и часто подкисляет ее, за исключением калийных удобрений. [23] Удобрения могут быть органическими или синтетическими.
^ «Сельское хозяйство: источники выбросов парниковых газов». Агентство по охране окружающей среды. 2015.
^ Cayuela, ML, van Zwieten, L., Singh, BP, Jeffery, S., Roig, A., & Sanchez-Monedero, MA (15 июня 2014 г.). «Роль биоугля в смягчении выбросов закиси азота в почве: обзор и метаанализ». Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда . 191 : 5–16. doi : 10.1016/j.agee.2013.10.009. hdl : 10261/273052 .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ "Хранение углерода в почве | Изучайте науку на Scitable". www.nature.com . Получено 12 апреля 2019 г.
^ ab Lal, Rattan (2018-03-25). «Копаем глубже: целостная перспектива факторов, влияющих на секвестрацию органического углерода в почве в агроэкосистемах». Global Change Biology . 24 (8): 3285–3301. Bibcode : 2018GCBio..24.3285L. doi : 10.1111/gcb.14054. ISSN 1354-1013. PMID 29341449. S2CID 4307520.
^ ab Шеннан, Кэрол; Крупник, Тимоти Дж.; Бэрд, Грэм; Коэн, Хамуталь; Форбуш, Келси; Ловелл, Робин Дж.; Олимпи, Элисса М. (17.10.2017). «Органическое и традиционное сельское хозяйство: полезное обрамление?». Ежегодный обзор окружающей среды и ресурсов . 42 (1): 317–346. doi : 10.1146/annurev-environ-110615-085750 . ISSN 1543-5938.
^ Сьюзан С. Лэнг (13 июля 2005 г.). «Органическое земледелие дает такие же урожаи кукурузы и сои, как и обычные фермы, но потребляет меньше энергии и не использует пестицидов, согласно исследованию» . Получено 8 июля 2008 г.
^ Пиментель, Дэвид; Хепперли, Пол; Хансон, Джеймс; Даудс, Дэвид; Зайдель, Рита (2005). «Экологические, энергетические и экономические сравнения органических и традиционных систем земледелия». BioScience . 55 (7): 573–82. doi : 10.1641/0006-3568(2005)055[0573:EEAECO]2.0.CO;2 .
^ Лал, Раттан; Гриффин, Майкл; Апт, Джей; Лаве, Лестер ; Морган, М. Грейнджер (2004). «Экология: Управление углеродом почвы». Science . 304 (5669): 393. doi :10.1126/science.1093079. PMID 15087532. S2CID 129925989.
^ Лугато, Эмануэле; Бампа, Франческа; Панагос, Панос; Монтанарелла, Лука; Джонс, Арвин (2014-11-01). «Потенциальная секвестрация углерода европейских пахотных почв, оцененная путем моделирования комплексного набора методов управления». Global Change Biology . 20 (11): 3557–3567. Bibcode :2014GCBio..20.3557L. doi : 10.1111/gcb.12551 . ISSN 1365-2486. PMID 24789378.
^ Драйвер, Келли; Здоровье, Школа общественного здравоохранения имени Дж. Х. Блумберга. «Индустриализация сельского хозяйства». Школа общественного здравоохранения имени Блумберга при Университете Джонса Хопкинса . Получено 12 апреля 2019 г.
^ "Ресурсосберегающее сельское хозяйство | Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций". www.fao.org . Получено 12 апреля 2019 г.
^ "Что такое регенеративное сельское хозяйство?" (PDF) . 16 февраля 2017 г. Архивировано из оригинала (PDF) 12 апреля 2019 г. Получено 12 апреля 2019 г.
^ «Что такое органическое земледелие?». www.sare.org . Получено 12 апреля 2019 г.
^ "Качество почвы: Управление: Методы управления почвой". soilquality.org . Получено 12.04.2019 .
^ "Кормовые и продовольственные культуры". Penn State Extension . Получено 2019-04-12 .
^ "Системы обработки почвы". www.sare.org . Получено 2019-04-12 .
^ "USDA ERS – Обработка почвы и севооборот". www.ers.usda.gov . Получено 12 апреля 2019 г.
^ Бреннан, Эрик Б.; Акоста-Мартинес, Вероника (июнь 2017 г.). «Частота посева покровных культур является основным фактором микробных изменений в почве в течение шести лет органического производства овощей». Soil Biology and Biochemistry . 109 : 188–204. doi : 10.1016/j.soilbio.2017.01.014. ISSN 0038-0717.
^ "Удобрения и кислотность почвы | Мозаичное питание сельскохозяйственных культур | Мозаичное питание сельскохозяйственных культур". www.cropnutrition.com . Получено 12.04.2019 .
Внешние ссылки
Найдите информацию об управлении почвой в Викисловаре, бесплатном словаре.
