Здоровье почвы – это состояние почвы , отвечающее ряду экосистемных функций , соответствующих окружающей среде. Говоря более разговорным языком, здоровье почвы возникает в результате благоприятного взаимодействия всех компонентов почвы (живых и неживых), которые принадлежат друг другу, например, в микробиоте , растениях и животных. Вполне возможно, что почва может быть здоровой с точки зрения функционирования экосистемы , но не обязательно непосредственно служить растениеводству или питанию человека, отсюда и научные дебаты по поводу терминов и измерений.
Тестирование здоровья почвы проводится для оценки этого состояния [1] , но, как правило, ограничивается в основном агрономическими целями. Здоровье почвы зависит от биоразнообразия почвы (с устойчивой почвенной биотой ), и его можно улучшить с помощью управления почвой , особенно путем сохранения защитного живого покрова на почве и естественных (содержащих углерод) почвенных улучшителей. Неорганические удобрения не обязательно вредят здоровью почвы, если 1) используются в соответствующих, а не чрезмерных дозах и 2) если они приводят к общему улучшению общего роста растений, что приводит к увеличению количества углеродсодержащих остатков в почве.
Термин «здоровье почвы» используется для описания состояния почвы в:
Здоровье почвы частично, если не в значительной степени, заменило выражение «качество почвы», существовавшее в 1990-х годах. Основное различие между этими двумя выражениями заключается в том, что качество почвы было сосредоточено на отдельных характеристиках внутри функциональной группы, например, «качество почвы для производства кукурузы » или «качество почвы для подготовки земляного полотна » и так далее. Добавление слова «здоровье» изменило восприятие на интегративное, целостное и систематическое. Эти два выражения по-прежнему во многом совпадают. Здоровье почвы как выражение происходит от движений органического или «биологического земледелия» в Европе, однако, задолго до того, как качество почвы впервые стало применяться как дисциплина примерно в 1990 году. В 1978 году швейцарский почвенный биолог доктор Отто Бюсс написал эссе «Здоровье почвы и Растения», которая во многом определяет эту область даже сегодня.
Основной принцип использования термина «здоровье почвы» заключается в том, что почва — это не просто инертная, безжизненная среда для выращивания, которую обычно представляет современное интенсивное земледелие , а скорее живая, динамичная и очень тонко меняющаяся вся окружающая среда. . Оказывается, почвы, высокоплодородные с точки зрения урожайности сельскохозяйственных культур, являются и живыми с биологической точки зрения. В настоящее время общепризнано, что микробная биомасса почвы велика: в лугопастбищной почве умеренного климата бактериальная и грибковая биомасса составляет 1–2 т (2,0 длинных тонны; 2,2 коротких тонны)/ га и 2–5 т (4,9 длинных тонны). ; 5,5 коротких тонн)/га соответственно.[4] Некоторые микробиологи теперь полагают, что 80% функций питательных веществ в почве по существу контролируются микробами. [5] [6]
Используя аналогию со здоровьем человека, здоровую почву можно отнести к следующим категориям:
Здоровье почвы — это состояние почвы в определенном пространстве и в определенном масштабе относительно набора показателей, которые охватывают здоровое функционирование. Было бы неуместно ссылаться на здоровье почвы при подготовке земляного полотна, как в аналогии с качеством почвы в функциональном классе. Определение здоровья почвы может различаться между пользователями этого термина, поскольку альтернативные пользователи могут придавать разные приоритеты многочисленным функциям почвы. Следовательно, термин «здоровье почвы» можно понимать только в контексте пользователя этого термина и его стремлений к почве, а также в рамках определения границ рассматриваемой почвы. Наконец, неотъемлемой частью дискуссии о здоровье почвы является множество потенциально противоречивых интерпретаций, особенно оценка экологического ландшафта и агрономические цели, каждая из которых утверждает, что имеет критерии здоровья почвы.
Различные почвы будут иметь разные показатели здоровья в зависимости от «унаследованных» качеств и географических условий почвы. Общие аспекты, определяющие здоровую почву , можно рассматривать следующим образом:
Это переводится как:
Таким образом, нездоровая почва является простой противоположностью вышеизложенного.
На основании вышеизложенного здоровье почвы будет измеряться с точки зрения предоставляемых отдельных экосистемных услуг относительно эталонного показателя. Конкретные показатели, используемые для оценки здоровья почвы, включают выброс CO 2 , уровень гумуса, микробную активность и доступный кальций. [7]
Тестирование здоровья почвы распространяется в США, Австралии и Южной Африке. [8] Корнелльский университет, колледж, предоставляющий земельные права в штате Нью-Йорк, проводит тест на здоровье почвы с 2006 года. Woods End Laboratories, частная почвенная лаборатория, основанная в штате Мэн в 1975 году, предлагает пакет услуг по контролю качества почвы с 1985 года. Обе эти услуги объединить физический ( стабильность агрегатов ), химический (минеральный баланс) и биологический (дыхание CO 2 ) анализы, которые сегодня считаются отличительными чертами тестирования здоровья почвы. [9] Подход других почвенных лабораторий, также занимающихся здоровьем почвы, заключается в добавлении к общему химическому тестированию питательных веществ биологического набора факторов, которые обычно не включаются в обычное тестирование почвы. Лучшим примером является добавление биологического дыхания почвы («Выброс CO 2 ») в качестве процедуры испытания; он уже был адаптирован для современных коммерческих лабораторий с 2006 года.
Однако среди лабораторий по исследованию почвы и университетских ученых существует сопротивление добавлению новых биологических тестов, главным образом потому, что установленный показатель плодородия почвы в значительной степени основан на моделях, построенных на основе исследований «реакции урожая», которые сопоставляют урожайность сельскохозяйственных культур с конкретными концентрациями химических питательных веществ, и нет аналогичные модели, по-видимому, существуют для испытаний на здоровье почвы. Критики новых тестов на здоровье почвы утверждают, что они могут быть нечувствительны к изменениям в управлении. [10]
Методы испытаний почвы развивались медленно в течение последних 40 лет. Однако в это же время почвы США также потеряли до 75% углерода ( гумуса ), что привело к снижению биологического плодородия и функционирования экосистем; насколько это спорно. Многие критики традиционной системы говорят, что потеря качества почвы является достаточным доказательством того, что старые модели тестирования почвы нас подвели и их необходимо заменить новыми подходами. Эти старые модели подчеркивали «максимальную урожайность» и «калибровку урожайности» до такой степени, что соответствующие факторы упускались из виду. Таким образом, загрязнение поверхностных и подземных вод избыточными питательными веществами ( нитратами и фосфатами ) значительно возросло, и меры начала 2000-х годов, как сообщается (в Соединенных Штатах), были худшими с 1970-х годов, до появления экологического сознания. [11] [12] [13]
Важность почвы для глобальной продовольственной безопасности , агроэкосистемы, окружающей среды и жизни человека экспоненциально изменила тенденции исследований в сторону здоровья почвы. Однако отсутствие контрольных показателей для конкретного участка/региона ограничило исследовательские усилия, направленные на понимание истинного влияния различных агрономических методов управления на здоровье почвы. В 2020 году Махарджан и его команда представили новый термин и концепцию «Разрыв в здоровье почвы» и описали, как родная земля в конкретном регионе может помочь в установлении эталона для сравнения эффективности различных методов управления и в то же время ее можно использовать. в понимании количественной разницы в состоянии здоровья почвы. [14]