Изграждане на почвата: Подхранване на органичната материя и здравето на микробиома за глобалното земеделие

Здравата почва е основата на процъфтяващите екосистеми и устойчивото земеделие. Тя не е просто пръст; тя е сложна жива система, изпълнена с живот, особено органична материя и разнообразна общност от микроорганизми. Тези компоненти са неразривно свързани, играейки решаващи роли в кръговрата на хранителните вещества, задържането на вода, потискането на болестите и общото здраве на почвата. Това ръководство разглежда значението на органичната материя и микробното здраве в почвата, като изследва практики, които насърчават техния растеж и активност за повишена селскостопанска производителност и екологична устойчивост в глобален мащаб.

Значението на почвената органична материя (ПОМ)

Почвената органична материя (ПОМ) е фракцията на почвата, състояща се от всичко, което някога е било живо, включително растителни и животински остатъци, разлагащи се организми и хумус. Тя е жизненоважен индикатор за качеството на почвата, влияещ на различни физични, химични и биологични свойства. ПОМ е критична за:

• Задържане на вода: ПОМ действа като гъба, задържайки няколко пъти собственото си тегло във вода, което я прави достъпна за растенията по време на сухи периоди. Това е особено критично в сухи и полусухи райони.
• Наличие на хранителни вещества: ПОМ служи като резервоар за основни хранителни вещества за растенията като азот, фосфор и калий. Докато се разлага, тези хранителни вещества се освобождават във форми, които растенията могат лесно да абсорбират.
• Почвена структура: ПОМ свързва почвените частици, създавайки агрегати, които подобряват структурата на почвата, аерацията и дренажа. Това намалява уплътняването и ерозията.
• Улавяне на въглерод: ПОМ е значителен въглероден резервоар, помагащ за смекчаване на изменението на климата чрез съхраняване на атмосферния въглерод в почвата.
• Контрол на ерозията: Подобряването на почвената структура поради ПОМ намалява въздействието на валежите и вятъра, минимизирайки ерозията на почвата и загубата на хранителни вещества.

Глобална перспектива: В региони като Сахел в Африка, където деградацията на почвите и недостигът на вода са основни предизвикателства, увеличаването на ПОМ е критично за възстановяване на почвената плодородност и подобряване на селскостопанската производителност. По подобен начин, в интензивни селскостопански системи в Европа и Северна Америка, поддържането на нивата на ПОМ е от съществено значение за предотвратяване на ерозията на почвата и изчерпването на хранителните вещества.

Ролята на почвените микроорганизми

Почвата е дом на огромна и разнообразна общност от микроорганизми, включително бактерии, гъбички, протозои, нематоди и археи. Тези организми играят съществени роли в:

• Разлагане: Микроорганизмите разграждат органичната материя, освобождавайки хранителни вещества за усвояване от растенията и образувайки хумус.
• Кръговрат на хранителните вещества: Те участват в различни кръговрати на хранителните вещества, като фиксиране на азот (превръщане на атмосферния азот във форми, използваеми от растенията), разтворимост на фосфора (правене на фосфора достъпен за растенията) и окисление на сярата.
• Потискане на болести: Полезните микроорганизми могат да потискат болести по растенията, като се конкурират с патогени, произвеждат антибиотици или индуцират системна резистентност при растенията.
• Подобряване на почвената структура: Особено гъбичките произвеждат гломалин, лепкаво вещество, което помага за свързването на почвените частици, подобрявайки почвената структура.
• Стимулиране на растежа на растенията: Някои микроорганизми, като микоризните гъбички и ризобактериите, стимулиращи растежа на растенията (PGPR), подобряват растежа на растенията чрез подобряване на усвояването на хранителни вещества, усвояването на вода и устойчивостта на стрес.

Глобална перспектива: В оризовите полета на Югоизточна Азия, азотфиксиращите бактерии играят ключова роля в осигуряването на азот за оризовите растения. В тропическите гори на Амазонка, микоризните гъбички са от съществено значение за усвояването на хранителни вещества в бедни на хранителни вещества почви. Разбирането и оползотворяването на силата на почвените микроорганизми е жизненоважно за устойчивото земеделие в разнообразни екосистеми по света.

Практики за изграждане на почвена органична материя и насърчаване на микробното здраве

Няколко селскостопански практики могат значително да подобрят почвената органична материя и да насърчат процъфтяваща микробна общност. Тези практики са приложими в различни селскостопански системи и региони по света:

1. Покривни култури

Покривните култури са растения, отглеждани предимно за подобряване на здравето на почвата, а не за директна реколта. Те предлагат множество ползи:

• Увеличаване на ПОМ: Покривните култури добавят органична материя към почвата, докато се разлагат.
• Кръговрат на хранителните вещества: Някои покривни култури, като бобовите, фиксират атмосферен азот, обогатявайки почвата с този основен хранителен елемент.
• Контрол на ерозията: Покривните култури предпазват почвата от ерозия, като осигуряват покритие на земята.
• Потискане на плевелите: Те могат да потискат плевелите, като се конкурират за ресурси.
• Подобряване на почвената структура: Корените на покривните култури подобряват почвената структура и аерацията.

Пример: В Средния Запад на Съединените щати, фермерите често използват покривни култури като ръж, овес и детелина след прибиране на реколтата от царевица или соя. В Европа често се използва синап като покривна култура. В Южна Америка се използват покривни култури като слънчогледов коноп и кадифена боб за подобряване на почвената плодородност в тропическите райони.

2. Компостиране и прилагане на оборски тор

Компостът и оборският тор са ценни органични подобрители, които добавят органична материя и хранителни вещества към почвата. Те също така въвеждат полезни микроорганизми.

• Увеличаване на ПОМ: Компостът и оборският тор са богати на органична материя, която подобрява почвената структура, задържането на вода и наличността на хранителни вещества.
• Доставка на хранителни вещества: Те осигуряват основни хранителни вещества за растенията в бавно освобождаващи се форми.
• Микробна инокулация: Компостът и оборският тор съдържат разнообразна общност от полезни микроорганизми.

Пример: В Китай традиционните селскостопански системи отдавна разчитат на компостиране и прилагане на оборски тор за поддържане на почвената плодородност. В много части на Африка фермерите използват животински оборски тор за подобряване на здравето на почвата във ферми с малки стопанства. Вермикомпостирането (използване на дъждовни червеи за разграждане на органични отпадъци) набира популярност по света като устойчив начин за производство на висококачествен компост.

3. Намалена обработка или нулево земеделие

Обработката е механичното нарушаване на почвата за засаждане и контрол на плевелите. Намалената обработка или нулевото земеделие минимизира нарушаването на почвата, което води до няколко ползи:

• Увеличаване на ПОМ: Намалената обработка позволява на органичната материя да се натрупва на повърхността на почвата.
• Подобряване на почвената структура: Минималното нарушаване запазва почвените агрегати и подобрява почвената структура.
• Намалена ерозия: По-малкото нарушаване намалява риска от ерозия на почвата.
• Подобрена микробна активност: Намалената обработка насърчава по-стабилна почвена среда, благоприятстваща полезните микроорганизми.

Пример: Нулевото земеделие е широко разпространено в Америка, особено в Бразилия и Аржентина, където е било от решаващо значение за намаляване на ерозията на почвата и подобряване на здравето на почвата. В Австралия се използват практики за консервативна обработка за борба с деградацията на почвите в райони за сухо земеделие. Приемането на практики за нулево земеделие често изисква специализирано оборудване и стратегии за управление.

4. Сеитбооборот

Сеитбооборотът включва засаждане на различни култури в планирана последователност на едно и също място. Той помага за:

• Подобряване на здравето на почвата: Различните култури имат различни коренови системи и изисквания към хранителни вещества, което води до по-балансиран кръговрат на хранителните вещества и подобрена почвена структура.
• Разрушаване на цикъла на вредители и болести: Ротацията на културите може да наруши жизнения цикъл на вредители и болести.
• Увеличаване на ПОМ: Включването на покривни култури или зелени торове в ротацията може да увеличи ПОМ.

Пример: В Европа традиционните системи за сеитбооборот често включват зърнени култури, бобови култури и кореноплодни култури. В Индия фермерите могат да редуват ориз с бобови култури или маслодайни култури. Конкретната система за сеитбооборот зависи от климата, типа на почвата и пазарните изисквания.

5. Агролесовъдство

Агролесовъдството интегрира дървета и храсти в селскостопански системи. То предлага множество ползи:

• Увеличаване на ПОМ: Дърветата и храстите допринасят за ПОМ чрез листопад и разлагане на корените.
• Подобряване на почвената структура: Корените на дърветата подобряват почвената структура и предотвратяват ерозията.
• Кръговрат на хранителните вещества: Дърветата могат да имат достъп до хранителни вещества от по-дълбоки почвени слоеве и да ги направят достъпни за други растения.
• Модификация на микроклимата: Дърветата могат да осигурят сянка и да намалят скоростта на вятъра, създавайки по-благоприятен микроклимат за културите и микроорганизмите.

Пример: В Африка, алиейното отглеждане, където културите се отглеждат между редове дървета, е често срещана агролесовъдна практика. В Югоизточна Азия, домашните градини, които интегрират дървета, храсти и култури, са традиционна форма на агролесовъдство. Силвопасторални системи, които комбинират дървета и паша на добитък, се практикуват в много части на света.

6. Микоризна инокулация

Микоризните гъбички образуват симбиотични връзки с корените на растенията, подобрявайки усвояването на хранителни вещества и вода. Инокулирането на почви с полезни микоризни гъбички може да подобри растежа и устойчивостта на растенията, особено в бедни на хранителни вещества или нарушени почви.

Пример: Инокулацията с микоризни гъбички все повече се използва в градинарството и горското стопанство за подобряване на установяването и растежа на разсада. Текущи изследвания проучват потенциала на микоризната инокулация в по-широки селскостопански системи. Различни видове микоризни гъбички са подходящи за различни растителни видове и почвени условия.

7. Намалени химически входове

Прекомерната употреба на синтетични торове и пестициди може да навреди на почвените микроорганизми и да наруши здравето на почвата. Намаляването на химическите входове и приемането на стратегии за интегриран контрол на вредителите (IPM) може да помогне за защита на почвения микробиом.

Пример: Органичните земеделски системи дават приоритет на естествените методи за контрол на вредители и болести, като сеитбооборот, покривни култури и биологичен контрол, минимизирайки употребата на синтетични химикали. IPM включва използването на комбинация от методи за управление на вредители и болести, включително мониторинг, биологичен контрол и целенасочени приложения на пестицидиди, когато е необходимо.

Оценка на здравето на почвата

Редовната оценка на здравето на почвата е от решаващо значение за наблюдение на ефективността на практики за изграждане на почвата и идентифициране на области за подобрение. Няколко метода могат да се използват за оценка на здравето на почвата, включително:

• Визуална оценка: Наблюдението на почвената структура, цвят и агрегиране може да предостави ценна информация за здравето на почвата.
• Почвени тестове: Химическият анализ на почвени проби може да определи нивата на хранителни вещества, pH и съдържанието на органична материя.
• Биологична оценка: Анализирането на състава и активността на почвената микробна общност може да предостави информация за здравето и функционирането на почвения микробиом.
• Физическа оценка: Измерването на обемната плътност на почвата, скоростта на инфилтрация на водата и стабилността на агрегатите може да оцени физичните свойства на почвата.

Глобална перспектива: Методите за оценка на здравето на почвата непрекъснато се развиват, с нарастващ акцент върху биологичните индикатори. Стандартизирани протоколи за оценка на здравето на почвата се разработват и прилагат в различни региони, за да се осигури последователна рамка за наблюдение на тенденциите в здравето на почвата.

Предизвикателства и съображения

Докато изграждането на почвена органична материя и насърчаването на микробното здраве предлага множество ползи, има и предизвикателства и съображения, които трябва да се имат предвид:

• Време и инвестиции: Изграждането на здрави почви отнема време и може да изисква първоначални инвестиции в покривни култури, компост или оборудване.
• Знания и експертиза: Ефективното прилагане на практики за изграждане на почвата изисква знания и експертиза в областта на почвените науки, агрономията и микробиологията.
• Климат и тип на почвата: Ефективността на различните практики за изграждане на почвата може да варира в зависимост от климата и типа на почвата.
• Пазарни изисквания: Фермерите трябва да вземат предвид пазарните изисквания и рентабилността при прилагане на практики за изграждане на почвата.
• Политическа подкрепа: Правителствените политики и стимули могат да играят решаваща роля в насърчаването на приемането на устойчиви практики за управление на почвите.

Заключение

Изграждането на здрава почва е от съществено значение за устойчивото земеделие и здрава планета. Като се фокусираме върху увеличаването на почвената органична материя и насърчаването на процъфтяваща микробна общност, можем да подобрим почвената плодородност, да повишим производителността на културите, да смекчим изменението на климата и да защитим нашите природни ресурси. Прилагането на практиките, очертани в това ръководство, като се вземат предвид специфичните предизвикателства и възможности в различни региони, ще допринесе за изграждането на по-устойчива и жизнеспособна хранителна система за поколения напред. Бъдещи изследвания и сътрудничество са от решаващо значение за напредъка на нашето разбиране за почвените екосистеми и разработването на иновативни решения за управление на здравето на почвите в глобален мащаб. Дългосрочното здраве на нашата планета зависи от здравето на нашите почви. Инвестирането в здравето на почвата е инвестиция в нашето бъдеще.