Augsnes veidošana: organiskās vielas un mikrobioma veselības veicināšana globālajā lauksaimniecībā

Veselīga augsne ir plaukstošu ekosistēmu un ilgtspējīgas lauksaimniecības pamats. Tā nav tikai zeme; tā ir sarežģīta dzīva sistēma, kurā mīt dzīvība, īpaši organiskā viela un daudzveidīga mikroorganismu kopiena. Šie komponenti ir nesaraujami saistīti, spēlējot izšķirošu lomu barības vielu cirkulācijā, ūdens aizturēšanā, slimību nomākšanā un vispārējā augsnes veselībā. Šis ceļvedis iedziļinās organiskās vielas un mikrobiālās veselības nozīmē augsnē, izpētot praksi, kas veicina to augšanu un aktivitāti, lai uzlabotu lauksaimniecības produktivitāti un vides ilgtspēju globālā mērogā.

Augsnes organiskās vielas (SOM) nozīme

Augsnes organiskā viela (SOM) ir augsnes daļa, kas sastāv no visa, kas kādreiz dzīvoja, ieskaitot augu un dzīvnieku atliekas, sadalīšanās organismus un humusu. Tas ir būtisks augsnes kvalitātes rādītājs, kas ietekmē dažādas fizikālās, ķīmiskās un bioloģiskās īpašības. SOM ir ļoti svarīgs:

• Ūdens aizturēšana: SOM darbojas kā sūklis, aizturot vairākas reizes vairāk ūdens nekā tā svars, padarot to pieejamu augiem sausuma periodos. Tas ir īpaši svarīgi sausos un daļēji sausos reģionos.
• Barības vielu pieejamība: SOM kalpo kā būtisku augu barības vielu, piemēram, slāpekļa, fosfora un kālija, rezervuārs. Sadaloties šīm barības vielām, tās atbrīvojas formās, kuras augi var viegli absorbēt.
• Augsnes struktūra: SOM saista augsnes daļiņas kopā, veidojot agregātus, kas uzlabo augsnes struktūru, aerāciju un drenāžu. Tas samazina sablīvēšanos un eroziju.
• Oglekļa sekvestrācija: SOM ir ievērojams oglekļa piesaistītājs, kas palīdz mazināt klimata pārmaiņas, uzglabājot atmosfēras oglekli augsnē.
• Erozijas kontrole: Uzlabota augsnes struktūra, pateicoties SOM, samazina lietus un vēja ietekmi, samazinot augsnes eroziju un barības vielu zudumu.

Globāla perspektīva: Reģionos, piemēram, Sahelas reģionā Āfrikā, kur augsnes degradācija un ūdens trūkums ir galvenās problēmas, SOM palielināšana ir ļoti svarīga augsnes auglības atjaunošanai un lauksaimniecības produktivitātes uzlabošanai. Līdzīgi intensīvās lauksaimniecības sistēmās Eiropā un Ziemeļamerikā SOM līmeņa uzturēšana ir būtiska, lai novērstu augsnes eroziju un barības vielu izsīkšanu.

Augsnes mikroorganismu loma

Augsnē mīt plaša un daudzveidīga mikroorganismu kopiena, ieskaitot baktērijas, sēnes, protozojus, nematodes un arhejas. Šiem organismiem ir būtiska loma:

• Sadalīšanās: Mikroorganismi sadala organisko vielu, atbrīvojot barības vielas augu uzņemšanai un veidojot humusu.
• Barības vielu cirkulācija: Tie piedalās dažādos barības vielu ciklos, piemēram, slāpekļa fiksācijā (atmosfēras slāpekļa pārvēršana augiem izmantojamās formās), fosfora solubilizācijā (padarot fosforu pieejamu augiem) un sēra oksidācijā.
• Slimību nomākšana: Labvēlīgi mikroorganismi var nomākt augu slimības, konkurējot ar patogēniem, ražojot antibiotikas vai inducējot sistēmisku rezistenci augos.
• Augsnes struktūras uzlabošana: Jo īpaši sēnes ražo glomalīnu, lipīgu vielu, kas palīdz saistīt augsnes daļiņas kopā, uzlabojot augsnes struktūru.
• Augu augšanas veicināšana: Daži mikroorganismi, piemēram, mikorizas sēnes un augšanu veicinošās rizosfēras baktērijas (PGPR), uzlabo augu augšanu, uzlabojot barības vielu uzņemšanu, ūdens absorbciju un stresa toleranci.

Globāla perspektīva: Dienvidaustrumāzijas rīsu laukos slāpekli fiksējošās baktērijas spēlē izšķirošu lomu, nodrošinot slāpekli rīsu augiem. Amazonijas lietus mežos mikorizas sēnes ir būtiskas barības vielu uzņemšanai augsnēs, kurās ir maz barības vielu. Augsnes mikroorganismu spēka izpratne un izmantošana ir ļoti svarīga ilgtspējīgai lauksaimniecībai dažādās ekosistēmās visā pasaulē.

Prakse augsnes organiskās vielas veidošanai un mikrobiālās veselības veicināšanai

Vairākas lauksaimniecības metodes var ievērojami uzlabot augsnes organisko vielu un veicināt plaukstošu mikrobiālo kopienu. Šī prakse ir piemērojama dažādām lauksaimniecības sistēmām un reģioniem visā pasaulē:

1. Starpaudzēšana

Starpkultūras ir augi, kas audzēti galvenokārt, lai uzlabotu augsnes veselību, nevis tiešai ražai. Tie piedāvā daudzas priekšrocības:

• Palielināts SOM: Starpkultūras pievieno organiskās vielas augsnei, sadaloties.
• Barības vielu cirkulācija: Dažas starpkultūras, piemēram, pākšaugi, fiksē atmosfēras slāpekli, bagātinot augsni ar šo būtisko barības vielu.
• Erozijas kontrole: Starpkultūras aizsargā augsni no erozijas, nodrošinot augsnes pārklājumu.
• Vēžu nomākšana: Tie var nomākt nezāles, konkurējot par resursiem.
• Uzlabota augsnes struktūra: Starpkultūru saknes uzlabo augsnes struktūru un aerāciju.

Piemērs: Amerikas Savienoto Valstu vidusrietumos lauksaimnieki parasti izmanto starpkultūras, piemēram, rudzus, auzas un āboliņu pēc kukurūzas vai sojas pupu novākšanas. Eiropā sinepes bieži izmanto kā starpkultūru. Dienvidamerikā starpkultūras, piemēram, sunn hemp un samta pupas, tiek izmantotas augsnes auglības uzlabošanai tropu reģionos.

2. Kompostēšana un mēslu izmantošana

Komposts un mēsli ir vērtīgi organiskie uzlabojumi, kas augsnei pievieno organisko vielu un barības vielas. Tie arī ievieš labvēlīgus mikroorganismus.

• Palielināts SOM: Komposts un mēsli ir bagāti ar organisko vielu, kas uzlabo augsnes struktūru, ūdens aizturēšanu un barības vielu pieejamību.
• Barības vielu piegāde: Tie nodrošina būtiskas augu barības vielas lēnas atbrīvošanas formās.
• Mikrobiālā inokulācija: Komposts un mēsli satur daudzveidīgu labvēlīgu mikroorganismu kopienu.

Piemērs: Ķīnā tradicionālās lauksaimniecības sistēmas jau ilgu laiku ir paļāvušās uz kompostēšanu un mēslu izmantošanu, lai uzturētu augsnes auglību. Daudzās Āfrikas daļās lauksaimnieki izmanto dzīvnieku mēslus, lai uzlabotu augsnes veselību nelielās saimniecībās. Vermikompostēšana (izmanto zemes tārpus organiskā atkritumu sadalīšanai) visā pasaulē gūst popularitāti kā ilgtspējīgs veids, kā ražot augstas kvalitātes kompostu.

3. Aršanas ierobežošana vai bezaršanas lauksaimniecība

Aršana ir augsnes mehāniska ietekme stādīšanai un nezāļu kontrolei. Aršanas ierobežošana vai bezaršanas lauksaimniecība samazina augsnes ietekmi, radot vairākas priekšrocības:

• Palielināts SOM: Samazināta aršana ļauj organiskajai vielai uzkrāties uz augsnes virsmas.
• Uzlabota augsnes struktūra: Minimāla traucējums saglabā augsnes agregātus un uzlabo augsnes struktūru.
• Samazināta erozija: Mazāka ietekme samazina augsnes erozijas risku.
• Pastiprināta mikrobiālā aktivitāte: Samazināta aršana veicina stabilāku augsnes vidi, kas veicina labvēlīgus mikroorganismus.

Piemērs: Bezaršanas lauksaimniecība ir plaši izplatīta Amerikā, īpaši Brazīlijā un Argentīnā, kur tā ir bijusi būtiska augsnes erozijas samazināšanā un augsnes veselības uzlabošanā. Austrālijā saglabāšanas aršanas prakse tiek izmantota, lai cīnītos ar augsnes degradāciju sauszemes lauksaimniecības reģionos. Bezaršanas metožu pieņemšana bieži vien prasa specializētu aprīkojumu un pārvaldības stratēģijas.

4. Kultūraugu maiņa

Kultūraugu maiņa ietver dažādu kultūraugu stādīšanu plānotā secībā uz vienas un tās pašas zemes. Tas palīdz:

• Uzlabot augsnes veselību: Dažādiem kultūraugiem ir dažādas sakņu sistēmas un barības vielu prasības, kas noved pie līdzsvarotāka barības vielu cikla un uzlabotas augsnes struktūras.
• Pārkāpt kaitēkļu un slimību ciklus: Kultūraugu maiņa var pārtraukt kaitēkļu un slimību dzīves ciklus.
• Palielināt SOM: Iekļaujot kultūru vai zaļo mēslu kultūras rotācijā, var palielināt SOM.

Piemērs: Eiropā tradicionālās kultūraugu maiņas sistēmas bieži ietver graudaugus, pākšaugus un sakņu kultūras. Indijā lauksaimnieki var mainīt rīsus ar pākšaugiem vai eļļas sēklām. Konkrētā kultūraugu maiņas sistēma ir atkarīga no klimata, augsnes veida un tirgus prasībām.

5. Mežsaimniecība

Mežsaimniecība integrē kokus un krūmus lauksaimniecības sistēmās. Tas sniedz daudzas priekšrocības:

• Palielināts SOM: Koki un krūmi veicina SOM, izmantojot lapu pakaišus un sakņu sadalīšanos.
• Uzlabota augsnes struktūra: Koku saknes uzlabo augsnes struktūru un novērš eroziju.
• Barības vielu cirkulācija: Koki var piekļūt barības vielām no dziļākiem augsnes slāņiem un padarīt tās pieejamas citiem augiem.
• Mikroklimata modifikācija: Koki var nodrošināt ēnu un samazināt vēja ātrumu, radot labvēlīgāku mikroklimatu kultūraugiem un mikroorganismiem.

Piemērs: Āfrikā alejas kultūraugu audzēšana, kur kultūraugi tiek audzēti starp koku rindām, ir izplatīta mežsaimniecības prakse. Dienvidaustrumāzijā mājas dārzi, kas integrē kokus, krūmus un kultūraugus, ir tradicionāla mežsaimniecības forma. Silvopasture, kas apvieno kokus un lopkopību, tiek praktizēta daudzās pasaules daļās.

6. Mikorizas inokulācija

Mikorizas sēnes veido simbiotiskas attiecības ar augu saknēm, uzlabojot barības vielu un ūdens uzņemšanu. Augsnes inokulācija ar labvēlīgām mikorizas sēnēm var uzlabot augu augšanu un izturību, īpaši augsnēs, kurās ir maz barības vielu vai kuras ir traucētas.

Piemērs: Inokulācija ar mikorizas sēnēm arvien vairāk tiek izmantota dārzkopībā un mežsaimniecībā, lai uzlabotu stādu nostiprināšanu un augšanu. Notiek pētījumi, lai izpētītu mikorizas inokulācijas potenciālu plašākās lauksaimniecības sistēmās. Dažādi mikorizas sēņu veidi ir piemēroti dažādām augu sugām un augsnes apstākļiem.

7. Samazināti ķīmiskie ievadi

Pārmērīga sintētisko mēslošanas līdzekļu un pesticīdu izmantošana var kaitēt augsnes mikroorganismiem un traucēt augsnes veselību. Samazinot ķīmisko ievadi un pieņemot integrētās kaitēkļu apkarošanas (IPM) stratēģijas, var palīdzēt aizsargāt augsnes mikrobiomu.

Piemērs: Organiskās lauksaimniecības sistēmas prioritāti piešķir dabiskām kaitēkļu un slimību kontroles metodēm, piemēram, kultūraugu maiņai, starpkultūru audzēšanai un bioloģiskajai kontrolei, samazinot sintētisko ķīmisko vielu izmantošanu. IPM ietver metožu kombinācijas izmantošanu kaitēkļu un slimību apkarošanai, ieskaitot uzraudzību, bioloģisko kontroli un mērķtiecīgu pesticīdu lietošanu, ja nepieciešams.

Augsnes veselības novērtēšana

Regulāra augsnes veselības novērtēšana ir ļoti svarīga, lai uzraudzītu augsnes veidošanas metožu efektivitāti un identificētu uzlabošanas jomas. Augsnes veselības novērtēšanai var izmantot vairākas metodes, tostarp:

• Vizuālais novērtējums: Augsnes struktūras, krāsas un agregācijas novērošana var sniegt vērtīgu ieskatu augsnes veselībā.
• Augsnes testēšana: Augsnes paraugu ķīmiskā analīze var noteikt barības vielu līmeni, pH un organiskās vielas saturu.
• Bioloģiskais novērtējums: Augsnes mikrobiālās kopienas sastāva un aktivitātes analīze var sniegt informāciju par augsnes mikrobioma veselību un darbību.
• Fiziskais novērtējums: Augsnes berzes blīvuma, ūdens infiltrācijas ātruma un agregātu stabilitātes mērīšana var novērtēt augsnes fizikālās īpašības.

Globāla perspektīva: Augsnes veselības novērtēšanas metodes pastāvīgi attīstās, arvien lielāku uzmanību pievēršot bioloģiskajiem rādītājiem. Dažādos reģionos tiek izstrādāti un ieviesti standartizēti augsnes veselības novērtēšanas protokoli, lai nodrošinātu konsekventu augsnes veselības tendenču uzraudzības ietvaru.

Izaicinājumi un apsvērumi

Lai gan augsnes organiskās vielas veidošana un mikrobiālās veselības veicināšana piedāvā daudz priekšrocību, jāpatur prātā arī izaicinājumi un apsvērumi:

• Laiks un ieguldījumi: Veselīgas augsnes veidošana prasa laiku un var prasīt sākotnējos ieguldījumus starpkultūrās, kompostā vai aprīkojumā.
• Zināšanas un pieredze: Efektīva augsnes veidošanas metožu ieviešana prasa zināšanas un pieredzi augsnes zinātnē, agronōmā un mikrobioloģijā.
• Klimats un augsnes tips: Dažādu augsnes veidošanas metožu efektivitāte var atšķirties atkarībā no klimata un augsnes veida.
• Tirgus prasības: Lauksaimniekiem jāņem vērā tirgus prasības un rentabilitāte, pieņemot augsnes veidošanas metodes.
• Politikas atbalsts: Valdības politika un stimuli var būt izšķiroša loma ilgtspējīgas augsnes apsaimniekošanas metožu pieņemšanas veicināšanā.

Secinājums

Veselīgas augsnes veidošana ir būtiska ilgtspējīgai lauksaimniecībai un veselīgai planētai. Koncentrējoties uz augsnes organiskās vielas palielināšanu un plaukstošas mikrobiālās kopienas veicināšanu, mēs varam uzlabot augsnes auglību, uzlabot ražas produktivitāti, mazināt klimata pārmaiņas un aizsargāt mūsu dabas resursus. Šajā ceļvedī izklāstīto metožu ieviešana, vienlaikus ņemot vērā konkrētās problēmas un iespējas dažādos reģionos, veicinās noturīgākas un ilgtspējīgākas pārtikas sistēmas veidošanu nākamajām paaudzēm. Turpmāki pētījumi un sadarbība ir ļoti svarīgi, lai padziļinātu mūsu izpratni par augsnes ekosistēmām un izstrādātu inovatīvus risinājumus augsnes veselības pārvaldībai globālā mērogā. Mūsu planētas ilgtermiņa veselība ir atkarīga no mūsu augsnes veselības. Ieguldīšana augsnes veselībā ir ieguldīšana mūsu nākotnē.