Восстановление почв: Глобальное руководство по регенеративным практикам

Почва, основа наших продовольственных систем и жизненно важный компонент наземных экосистем, сталкивается с беспрецедентной деградацией по всему миру. Интенсивные методы ведения сельского хозяйства, вырубка лесов, урбанизация и изменение климата способствуют эрозии почвы, истощению питательных веществ и потере биоразнообразия. Однако хорошая новость заключается в том, что почву можно восстановить. Это руководство представляет собой всеобъемлющий обзор принципов и практик восстановления почв, применимых в различных климатических условиях и сельскохозяйственных системах по всему миру. Наша цель — предоставить отдельным лицам, сообществам и организациям возможность внедрять регенеративные стратегии, которые улучшают здоровье почвы, повышают продуктивность сельского хозяйства и способствуют более устойчивому будущему.

Понимание деградации почв: Глобальный взгляд

Прежде чем перейти к методам восстановления, крайне важно понять различные формы деградации почв, происходящие в глобальном масштабе:

• Эрозия почвы: Смыв верхнего слоя почвы ветром и водой, усугубляемый вырубкой лесов, чрезмерным выпасом скота и неустойчивыми методами ведения сельского хозяйства. Примерами могут служить овражная эрозия в Эфиопии и плоскостная эрозия на Среднем Западе Америки.
• Истощение питательных веществ: Потеря основных питательных веществ, таких как азот, фосфор и калий, из-за непрерывного выращивания сельскохозяйственных культур без надлежащего восполнения. Это широко распространенная проблема во многих развивающихся странах, где доступ к удобрениям ограничен или дорог.
• Засоление: Накопление солей в верхнем слое почвы, часто вызванное неправильными методами орошения, что делает землю непригодной для сельского хозяйства. Особенно уязвимы засушливые и полузасушливые регионы, такие как Австралия и некоторые части Ближнего Востока.
• Уплотнение почвы: Уменьшение порового пространства в почве, что препятствует росту корней, инфильтрации воды и аэрации. Тяжелая техника, используемая в промышленном сельском хозяйстве, часто способствует уплотнению.
• Химическое загрязнение: Попадание в почву загрязняющих веществ, таких как пестициды, гербициды, тяжелые металлы и промышленные отходы, что наносит вред почвенным организмам и потенциально попадает в пищевую цепь. Примерами могут служить промышленное загрязнение в некоторых частях Восточной Европы и сток пестицидов во многих сельскохозяйственных районах по всему миру.
• Потеря биоразнообразия: Снижение разнообразия и численности почвенных организмов, включая бактерии, грибы, дождевых червей и нематод, которые играют жизненно важную роль в круговороте питательных веществ, структуре почвы и подавлении болезней.

Принципы восстановления почв: Основа для действий

Эффективное восстановление почв требует целостного подхода, основанного на следующих принципах:

• Минимизация нарушения почвенного покрова: Сокращение обработки почвы и избегание ненужного нарушения почвенного покрова защищает структуру почвы, сохраняет органическое вещество и поддерживает полезные почвенные организмы.
• Максимизация почвенного покрова: Поддержание почвы покрытой растительностью или органическим веществом защищает ее от эрозии, уменьшает испарение воды и подавляет сорняки.
• Содействие биоразнообразию: Увеличение разнообразия растений и почвенных организмов улучшает круговорот питательных веществ, устойчивость к болезням и общую устойчивость экосистемы.
• Рациональное управление питательными веществами: Использование органических удобрений, покровных культур и севооборотов для обеспечения сбалансированного поступления питательных веществ при минимизации синтетических добавок.
• Интеграция животноводства (где это уместно): Тщательно управляемый выпас может улучшить здоровье почвы, стимулируя рост растений, круговорот питательных веществ и увеличивая содержание органического вещества в почве.

Практические методы восстановления почв: Глобальный инструментарий

Следующие методы могут быть адаптированы к различным условиям и системам ведения сельского хозяйства по всему миру:

1. Нулевая обработка почвы:

Нулевая обработка почвы (no-till) предполагает посев культур непосредственно в необработанную почву без вспашки или культивации. Эта практика:

• Уменьшает эрозию почвы, оставляя растительные остатки на поверхности.
• Улучшает инфильтрацию и удержание воды.
• Увеличивает содержание органического вещества в почве.
• Снижает расход топлива и трудозатраты.

Пример: В Бразилии нулевая обработка почвы получила широкое распространение, что привело к значительному улучшению здоровья почвы и продуктивности сельского хозяйства в регионе Серрадо.

2. Покровные культуры:

Покровные культуры — это растения, выращиваемые в первую очередь для защиты и улучшения почвы, а не для сбора урожая. Они предлагают множество преимуществ:

• Предотвращают эрозию почвы.
• Подавляют сорняки.
• Фиксируют азот из атмосферы (бобовые).
• Улучшают структуру почвы.
• Увеличивают содержание органического вещества в почве.

Пример: Фермеры в Европе часто используют покровные культуры, такие как рожь и вика, в зимние месяцы для защиты почвы и повышения ее плодородия для следующей яровой культуры.

3. Севооборот:

Севооборот предполагает высадку различных культур в запланированной последовательности для улучшения здоровья почвы и снижения проблем с вредителями и болезнями. Преимущества включают:

• Улучшенный круговорот питательных веществ.
• Снижение давления вредителей и болезней.
• Улучшение структуры почвы.
• Увеличение биоразнообразия.

Пример: Традиционная «трехпольная система», использовавшаяся в средневековой Европе, включала чередование посевов пшеницы, ячменя и оставление земли под паром для поддержания плодородия почвы.

4. Компостирование:

Компостирование — это процесс разложения органического вещества в богатое питательными веществами почвенное удобрение. Компост можно приготовить из:

• Пищевых отходов.
• Садовых отходов.
• Животного навоза.

Компост:

• Улучшает структуру почвы.
• Увеличивает удержание воды.
• Снабжает необходимыми питательными веществами.
• Подавляет болезни растений.

Пример: Многие городские фермерские инициативы по всему миру используют компостирование для переработки органических отходов и создания здоровой почвы для выращивания продуктов питания.

5. Агролесоводство:

Агролесоводство предполагает интеграцию деревьев и кустарников в сельскохозяйственные системы. Эта практика предлагает множество преимуществ:

• Предотвращает эрозию почвы.
• Улучшает плодородие почвы (фиксация азота некоторыми деревьями).
• Обеспечивает тень и укрытие для сельскохозяйственных культур и скота.
• Увеличивает биоразнообразие.
• Обеспечивает дополнительный доход от древесины, фруктов и орехов.

Пример: В регионе Сахель в Африке фермеры используют методы агролесоводства для борьбы с опустыниванием и повышения продовольственной безопасности.

6. Ресурсосберегающая обработка почвы:

Методы ресурсосберегающей обработки почвы минимизируют нарушение почвенного покрова при подготовке посевных лож. Методы включают:

• Гребневая обработка: Посев на постоянных гребнях.
• Полосовая обработка: Обработка только узких полос, где высаживаются семена.

Преимущества:

• Уменьшает эрозию по сравнению с традиционной обработкой.
• Сохраняет влагу в почве.
• Со временем улучшает структуру почвы.

Пример: Ресурсосберегающая обработка все чаще используется в Северной Америке для уменьшения эрозии и улучшения качества воды в сельскохозяйственных водосборных бассейнах.

7. Применение биочара:

Биочар — это материал, похожий на древесный уголь, получаемый путем нагревания биомассы в отсутствие кислорода (пиролиз). При внесении в почву биочар может:

• Улучшать структуру почвы.
• Увеличивать удержание воды.
• Повышать доступность питательных веществ.
• Снижать кислотность почвы.
• Секвестрировать углерод.

Пример: Исследователи изучают использование биочара в бассейне Амазонки для улучшения плодородия почвы и секвестрации углерода на деградированных землях (почвы Terra Preta).

8. Управляемый выпас:

Управляемый выпас предполагает ротацию скота между различными пастбищами для предотвращения чрезмерного выпаса и восстановления растений. Эта практика:

• Улучшает здоровье почвы, стимулируя рост растений и круговорот питательных веществ.
• Уменьшает уплотнение почвы.
• Увеличивает биоразнообразие.
• Улучшает инфильтрацию воды.

Пример: Холистическое управление, форма планируемого выпаса, используется в различных частях мира для восстановления деградированных пастбищ и улучшения животноводства.

9. Восстановление с помощью фитотехнологий:

Фитотехнологии используют растения для удаления, разложения или стабилизации загрязняющих веществ в почве и воде. Методы включают:

• Фиторемедиация: Использование растений для очистки загрязненной почвы.
• Фитоэкстракция: Растения поглощают и накапливают загрязнители, которые затем удаляются при сборе урожая.
• Ризофильтрация: Корни растений фильтруют загрязнители из воды.

Пример: Подсолнечник успешно используется для удаления радиоактивных загрязнителей из почвы вблизи Чернобыля.

Проблемы и соображения

Внедрение практик восстановления почв может представлять несколько проблем:

• Первоначальные затраты: Некоторые практики, такие как внедрение оборудования для нулевой обработки почвы или посадка покровных культур, могут потребовать первоначальных инвестиций.
• Знания и обучение: Фермерам может потребоваться обучение и поддержка для эффективного внедрения новых методов.
• Климатические и почвенные условия: Пригодность различных методов будет варьироваться в зависимости от местных климатических и почвенных условий.
• Политическая и институциональная поддержка: Поддерживающая политика и стимулы могут способствовать более широкому внедрению практик восстановления почв.
• Экономическая жизнеспособность: Практики восстановления должны быть экономически жизнеспособными для фермеров, чтобы быть устойчивыми в долгосрочной перспективе.

Мониторинг и оценка

Регулярный мониторинг и оценка необходимы для отслеживания прогресса усилий по восстановлению почв и выявления областей для улучшения. Ключевые показатели для мониторинга включают:

• Содержание органического вещества в почве.
• Структура почвы (агрегация).
• Скорость инфильтрации воды.
• Уровни питательных веществ.
• Биоразнообразие почвы (например, количество дождевых червей).
• Урожайность сельскохозяйственных культур.
• Уровень эрозии.

Роль технологий и инноваций

Достижения в области технологий играют все более важную роль в восстановлении почв. Примеры включают:

• Дистанционное зондирование: Дроны и спутники могут использоваться для мониторинга здоровья почвы, эрозионных процессов и растительного покрова на больших территориях.
• Точное земледелие: Технологии, такие как тракторы с GPS-навигацией и аппликаторы с переменной нормой внесения, могут оптимизировать управление питательными веществами и снизить воздействие на окружающую среду.
• Почвенные датчики: Почвенные датчики in-situ могут предоставлять данные о влажности, температуре и уровне питательных веществ в почве в режиме реального времени.
• Аналитика данных: Аналитика данных может использоваться для анализа почвенных данных и выявления закономерностей и тенденций, которые могут служить основой для управленческих решений.

Глобальные примеры успешного восстановления почв

• Проект реабилитации водосборного бассейна Лёссового плато (Китай): Этот крупномасштабный проект превратил сильно эродированный и деградированный ландшафт в продуктивную сельскохозяйственную зону благодаря террасированию, лесовосстановлению и улучшенному управлению выпасом.
• Великая зелёная стена (Африка): Эта амбициозная инициатива направлена на борьбу с опустыниванием путем посадки пояса деревьев и растительности по всему региону Сахель.
• Движение «Kiss the Ground» (Глобальное): Эта правозащитная группа продвигает регенеративное сельское хозяйство как решение проблемы изменения климата и деградации почв.
• Естественное возобновление под управлением фермеров (FMNR) (Африка): Простая, но эффективная техника, при которой фермеры защищают и управляют естественно возобновляющимися деревьями и кустарниками на своей земле, превращая деградированные ландшафты в продуктивные агролесоводческие системы.

Заключение: Инвестиции в наше будущее

Восстановление почв — это не просто экологический императив; это экономическая и социальная необходимость. Здоровые почвы необходимы для продовольственной безопасности, качества воды, смягчения последствий изменения климата и сохранения биоразнообразия. Применяя регенеративные практики и инвестируя в здоровье почвы, мы можем создать более устойчивое и жизнеспособное будущее для себя и будущих поколений. Мы должны принять на себя глобальное обязательство по управлению почвами, способствуя сотрудничеству, обмену знаниями и политической поддержке для ускорения перехода к устойчивым практикам управления земельными ресурсами во всем мире. Будущее нашей планеты зависит от здоровья нашей почвы.