Устойчивое управление почвенными ресурсами: глобальный императив для продовольственной безопасности и здоровья окружающей среды

Почва, основа наземной жизни, является ограниченным и жизненно важным природным ресурсом. Ее здоровье напрямую влияет на нашу способность производить пищу, регулировать водные циклы, смягчать последствия изменения климата и поддерживать биоразнообразие. Неустойчивые методы ведения сельского хозяйства, вырубка лесов, урбанизация и промышленное загрязнение привели к широкомасштабной деградации почв, угрожая продовольственной безопасности и экологической устойчивости во всем мире. В этой статье рассматриваются принципы и практики устойчивого управления почвенными ресурсами, предлагая комплексное руководство по восстановлению и поддержанию здоровья почв для устойчивого будущего.

Что такое устойчивое управление почвенными ресурсами?

Устойчивое управление почвенными ресурсами (УУПР) охватывает ряд практик, направленных на поддержание и улучшение здоровья почвы для поддержки сельскохозяйственной производительности, качества окружающей среды и благополучия человека. Оно направлено на оптимизацию физических, химических и биологических свойств почвы для обеспечения долгосрочной устойчивости экосистемы.

Ключевые аспекты УУПР включают:

• Сохранение почвы: Предотвращение эрозии и деградации почвы с помощью соответствующих методов управления земельными ресурсами.
• Управление питательными веществами: Оптимизация доступности питательных веществ для роста растений при минимизации загрязнения окружающей среды.
• Управление водными ресурсами: Улучшение инфильтрации, накопления и дренажной способности почвы для повышения эффективности использования воды и снижения водного стресса.
• Управление органическим веществом: Повышение содержания органического вещества в почве для улучшения ее структуры, водоудерживающей способности и доступности питательных веществ.
• Почвенное биоразнообразие: Содействие разнообразной и процветающей почвенной экосистеме для поддержки круговорота питательных веществ, подавления болезней и общего здоровья почвы.

Важность устойчивого управления почвенными ресурсами

УУПР имеет решающее значение для решения нескольких критически важных глобальных проблем:

1. Продовольственная безопасность

Здоровые почвы необходимы для производства достаточного количества питательной пищи для растущего населения мира. Деградированные почвы имеют пониженную продуктивность, что приводит к снижению урожайности и увеличению зависимости от внешних ресурсов, таких как удобрения и пестициды. Практики УУПР повышают плодородие почвы, улучшают доступность воды и способствуют здоровью растений, что приводит к более высоким и стабильным урожаям. Например, в странах Африки к югу от Сахары, где деградация почв является основным ограничением для сельскохозяйственной производительности, внедрение практик почвозащитного земледелия, таких как нулевая обработка почвы и использование покровных культур, показало значительное улучшение урожайности и продовольственной безопасности.

2. Смягчение последствий изменения климата и адаптация к ним

Почвы играют жизненно важную роль в глобальном углеродном цикле, накапливая больше углерода, чем атмосфера и вся растительность вместе взятые. Практики устойчивого управления почвами, такие как почвозащитная обработка, использование покровных культур и агролесоводство, могут усиливать секвестрацию углерода в почвах, сокращая выбросы парниковых газов и смягчая последствия изменения климата. Кроме того, здоровые почвы более устойчивы к экстремальным погодным явлениям, таким как засухи и наводнения, помогая фермерам адаптироваться к последствиям изменения климата. В регионах, подверженных засухе, таких как Средиземноморье, улучшение содержания органического вещества в почве за счет внесения компоста и использования покровных культур может усилить инфильтрацию и накопление воды, повышая устойчивость сельскохозяйственных культур к водному стрессу.

3. Охрана окружающей среды

Практики УУПР помогают защищать водные ресурсы, сокращать эрозию почвы и минимизировать загрязнение от сельскохозяйственных ресурсов. Здоровые почвы действуют как естественные фильтры, предотвращая попадание загрязняющих веществ в водоемы и защищая водные экосистемы. Сокращая эрозию почвы, практики УУПР также предотвращают заиливание рек и водохранилищ, сохраняя качество воды и снижая риск наводнений. В бассейне Муррей-Дарлинг в Австралии внедрение устойчивых методов орошения и содействие сохранению почв помогли снизить засоление и улучшить качество воды в регионе.

4. Сохранение биоразнообразия

Почвы являются домом для огромного разнообразия организмов, включая бактерии, грибы, нематоды и дождевых червей, которые играют критическую роль в круговороте питательных веществ, подавлении болезней и формировании структуры почвы. Практики устойчивого управления почвами способствуют почвенному биоразнообразию, создавая благоприятную среду обитания для этих организмов. Например, снижение интенсивности обработки почвы и использование органических поправок могут увеличить численность и разнообразие полезных почвенных организмов, улучшая здоровье почвы и продуктивность растений. В тропических лесах Амазонки поддержание почвенного биоразнообразия имеет решающее значение для сохранения уникальной экосистемы леса и поддержки устойчивых методов ведения сельского хозяйства.

Принципы устойчивого управления почвенными ресурсами

Эффективное УУПР основано на нескольких основных принципах:

• Минимизация нарушения почвы: Снижение интенсивности обработки почвы для защиты ее структуры и минимизации эрозии.
• Максимизация почвенного покрова: Поддержание поверхности почвы покрытой растительными остатками или покровными культурами для защиты от эрозии и подавления сорняков.
• Диверсификация севооборотов: Чередование культур для улучшения плодородия почвы, прерывания циклов вредителей и болезней и повышения почвенного биоразнообразия.
• Интеграция животноводства: Включение выпаса скота в системы земледелия для улучшения круговорота питательных веществ и структуры почвы.
• Использование органических поправок: Внесение компоста, навоза и других органических материалов для улучшения содержания органического вещества в почве и доступности питательных веществ.
• Оптимизация управления питательными веществами: Эффективное внесение удобрений и других источников питательных веществ для удовлетворения потребностей растений при минимизации воздействия на окружающую среду.
• Рациональное управление водными ресурсами: Внедрение практик орошения и дренажа, которые сохраняют воду и предотвращают засоление почвы.

Практики устойчивого управления почвенными ресурсами

Для достижения устойчивого управления почвенными ресурсами можно внедрить многочисленные практики. Вот некоторые из наиболее эффективных:

1. Почвозащитная обработка

Почвозащитная обработка включает сокращение или отказ от операций по обработке почвы для минимизации ее нарушения и защиты структуры. Сюда входят такие практики, как нулевая обработка (no-till), минимальная обработка и полосовая обработка. Почвозащитная обработка помогает сократить эрозию почвы, сохранить почвенную влагу, улучшить содержание органического вещества и повысить почвенное биоразнообразие.

Пример: Нулевая обработка почвы широко применяется в Аргентине, где она помогла сократить эрозию, улучшить инфильтрацию воды и повысить урожайность в регионе Пампасы.

2. Использование покровных культур

Покровные культуры высаживаются между основными культурами для защиты почвы, улучшения ее плодородия и подавления сорняков. Это могут быть бобовые, злаковые или смесь видов. Покровные культуры помогают сократить эрозию почвы, увеличить содержание органического вещества, улучшить круговорот питательных веществ и повысить почвенное биоразнообразие.

Пример: На Среднем Западе США фермеры все чаще используют покровные культуры, такие как рожь, овес и клевер, для улучшения здоровья почвы и сокращения стока питательных веществ с полей кукурузы и сои.

3. Севооборот

Севооборот предполагает высадку различных культур в запланированной последовательности для улучшения плодородия почвы, прерывания циклов вредителей и болезней и повышения почвенного биоразнообразия. Чередование культур может помочь уменьшить накопление почвенных патогенов и вредителей, улучшить доступность питательных веществ и улучшить структуру почвы.

Пример: В Индии фермеры традиционно чередуют рис с бобовыми, такими как чечевица или фасоль, для улучшения плодородия почвы и снижения потребности в синтетических азотных удобрениях.

4. Агролесоводство

Агролесоводство предполагает интеграцию деревьев и кустарников в сельскохозяйственные системы для получения множества преимуществ, включая сохранение почвы, секвестрацию углерода и сохранение биоразнообразия. Деревья могут помочь сократить эрозию почвы, улучшить инфильтрацию воды, обеспечить тень для сельскохозяйственных культур и скота и повысить плодородие почвы.

Пример: Во многих частях Африки фермеры используют агролесоводческие системы с деревьями, такими как Faidherbia albida, для улучшения плодородия почвы и урожайности на полях кукурузы и проса.

5. Органические поправки

Органические поправки, такие как компост, навоз и зеленые удобрения, вносятся в почву для улучшения содержания органического вещества, доступности питательных веществ и структуры почвы. Органические поправки помогают увеличить водоудерживающую способность, улучшить дренаж и повысить почвенное биоразнообразие.

Пример: В Европе фермеры все чаще используют компост и дигестат от анаэробного сбраживания для улучшения здоровья почвы и снижения зависимости от синтетических удобрений в системах органического земледелия.

6. Интегрированное управление питательными веществами

Интегрированное управление питательными веществами (ИУПВ) предполагает использование комбинации органических и неорганических источников питательных веществ для удовлетворения потребностей растений при минимизации воздействия на окружающую среду. ИУПВ направлено на оптимизацию эффективности использования питательных веществ, сокращение их потерь и защиту качества воды.

Пример: В Китае фермеры используют комбинацию органического навоза и синтетических удобрений для повышения эффективности использования питательных веществ и сокращения потерь азота при производстве риса.

7. Управление водными ресурсами

Эффективное управление водными ресурсами имеет решающее значение для предотвращения эрозии почвы, сокращения заболачивания и сохранения водных ресурсов. Сюда входят такие практики, как управление орошением, дренажем и сбор дождевой воды.

Пример: В Израиле фермеры используют капельное орошение и методы дефицитного орошения для сохранения воды и повышения урожайности в засушливых и полузасушливых регионах.

8. Тестирование и мониторинг почвы

Регулярное тестирование и мониторинг почвы необходимы для оценки ее здоровья, выявления дефицита питательных веществ и отслеживания изменений в свойствах почвы с течением времени. Тестирование почвы может помочь фермерам принимать обоснованные решения об управлении питательными веществами, орошении и других методах управления.

Пример: В Соединенных Штатах фермеры регулярно используют тестирование почвы для определения потребности в удобрениях для различных культур и для мониторинга влияния методов управления на здоровье почвы.

Внедрение устойчивого управления почвенными ресурсами: проблемы и возможности

Хотя преимущества УУПР хорошо известны, несколько проблем могут препятствовать его широкому внедрению:

• Недостаток осведомленности: Многие фермеры не полностью осведомлены о преимуществах практик УУПР или о том, как их эффективно внедрять.
• Начальные инвестиционные затраты: Внедрение некоторых практик УУПР, таких как почвозащитная обработка или использование покровных культур, может потребовать первоначальных инвестиций в новое оборудование или семена.
• Краткосрочное снижение урожайности: Некоторые практики УУПР могут привести к краткосрочному снижению урожайности до того, как будут реализованы долгосрочные выгоды.
• Сложность: УУПР требует комплексного подхода, учитывающего множество факторов, что делает его более сложным, чем традиционные методы ведения сельского хозяйства.
• Политическая и институциональная поддержка: Отсутствие поддерживающей политики и институтов может препятствовать внедрению практик УУПР.

Несмотря на эти проблемы, существуют значительные возможности для содействия внедрению практик УУПР:

• Образование и обучение: Предоставление фермерам образования и обучения по практикам УУПР может повысить осведомленность и нарастить потенциал.
• Финансовые стимулы: Предложение финансовых стимулов, таких как субсидии или налоговые льготы, может помочь компенсировать начальные инвестиционные затраты на внедрение практик УУПР.
• Исследования и разработки: Инвестиции в исследования и разработки могут привести к созданию новых и усовершенствованных практик УУПР.
• Политические и институциональные реформы: Внедрение поддерживающей политики и укрепление институтов могут создать более благоприятные условия для внедрения практик УУПР.
• Сотрудничество и партнерство: Развитие сотрудничества и партнерства между фермерами, исследователями, политиками и другими заинтересованными сторонами может способствовать широкому внедрению практик УУПР.

Глобальные примеры успешного устойчивого управления почвенными ресурсами

Многочисленные примеры по всему миру демонстрируют эффективность практик устойчивого управления почвенными ресурсами:

• Регион Сахель в Африке: Фермеры в Сахеле успешно используют методы сбора дождевой воды, такие как контурное обвалование и ямы "зай", для восстановления деградированных земель и повышения урожайности.
• Куба: После распада Советского Союза Куба в больших масштабах перешла на органическое земледелие, улучшив здоровье почвы и продовольственную безопасность.
• Регион Серрадо в Бразилии: Фермеры в Серрадо использовали нулевую обработку почвы и покровные культуры для превращения деградированных земель в высокопродуктивные сельскохозяйственные угодья.
• Европа: Многие европейские страны внедрили политику по содействию сохранению почв и устойчивому управлению земельными ресурсами, что привело к улучшению здоровья почвы и качества окружающей среды.
• Новая Зеландия: Фермеры в Новой Зеландии используют ротационный выпас и управление пастбищами для улучшения здоровья почвы и сокращения потерь питательных веществ в системах животноводства.

Будущее устойчивого управления почвенными ресурсами

Устойчивое управление почвенными ресурсами необходимо для обеспечения глобальной продовольственной безопасности, смягчения последствий изменения климата и защиты качества окружающей среды для будущих поколений. Применяя практики устойчивого управления почвенными ресурсами, мы можем восстановить деградированные почвы, повысить сельскохозяйственную производительность и создать более устойчивые и жизнеспособные сельскохозяйственные системы. Будущее сельского хозяйства зависит от нашей способности устойчиво управлять нашими почвами.

Практические шаги для фермеров и политиков

Для фермеров:

• Проведите анализ почвы, чтобы понять ее текущее состояние и уровень питательных веществ.
• Внедряйте практики почвозащитной обработки для минимизации нарушения почвы.
• Высаживайте покровные культуры для защиты почвы и улучшения ее плодородия.
• Чередуйте культуры, чтобы прервать циклы вредителей и болезней.
• Используйте органические поправки, такие как компост и навоз, для улучшения органического вещества в почве.
• Оптимизируйте управление питательными веществами для эффективного удовлетворения потребностей растений.
• Рационально управляйте водными ресурсами с помощью практик орошения и дренажа.
• Регулярно отслеживайте здоровье почвы, чтобы контролировать прогресс и при необходимости корректировать методы управления.

Для политиков:

• Разрабатывайте и внедряйте политику, поддерживающую практики устойчивого управления почвенными ресурсами.
• Предоставляйте финансовые стимулы для поощрения фермеров к внедрению практик УУПР.
• Инвестируйте в исследования и разработки для улучшения технологий УУПР.
• Содействуйте образованию и обучению по УУПР для фермеров и специалистов сельского хозяйства.
• Укрепляйте институты, ответственные за сохранение почв и управление земельными ресурсами.
• Способствуйте сотрудничеству и партнерству между заинтересованными сторонами для содействия внедрению УУПР.

Работая вместе, фермеры, политики, исследователи и другие заинтересованные стороны могут обеспечить устойчивое управление нашими почвами на благо нынешнего и будущих поколений.