Понимание здоровья почвы и её анализа: глобальная перспектива

Здоровье почвы является основой глобальной продовольственной безопасности, экологической устойчивости и общего здоровья экосистем. Здоровая почва поддерживает бурную растительность, регулирует водные потоки, фильтрует загрязнители и накапливает углерод. Понимание здоровья почвы и применение соответствующих методов её анализа имеют решающее значение для фермеров, садоводов и политиков во всем мире. Это руководство представляет собой всеобъемлющий обзор принципов здоровья почвы и практические рекомендации по её анализу.

Что такое здоровье почвы?

Здоровье почвы, также называемое качеством почвы, определяется как постоянная способность почвы функционировать в качестве живой экосистемы, поддерживающей растения, животных и человека. Это понятие выходит за рамки простого измерения наличия питательных веществ. Здоровая почва обладает несколькими ключевыми характеристиками:

Хорошая структура почвы: Обеспечивает адекватное проникновение воды, дренаж и аэрацию. Предотвращает уплотнение и эрозию.
Достаточная влагоудерживающая способность: Обеспечивает растениям доступ к воде в засушливые периоды.
Доступность питательных веществ: Поставляет необходимые питательные вещества (азот, фосфор, калий, микроэлементы) в формах, доступных для растений.
Богатая и разнообразная почвенная биота: Поддерживает процветающее сообщество полезных организмов, включая бактерии, грибы, нематоды и дождевых червей.
Низкий уровень загрязнителей: Свободна от избыточных уровней загрязнителей, таких как тяжелые металлы, пестициды и соли.
Подходящий уровень pH: Уровень pH, подходящий для конкретных выращиваемых растений.

Разные регионы мира сталкиваются с уникальными проблемами в области здоровья почвы. Например:

Африка к югу от Сахары: Часто характеризуется почвами, обедненными питательными веществами, с низким содержанием органического вещества, что усугубляется вырубкой лесов и неустойчивыми методами ведения сельского хозяйства.
Юго-Восточная Азия: Подвержена эрозии почвы из-за сильных дождей и вырубки лесов, что приводит к потере верхнего слоя почвы и снижению продуктивности сельского хозяйства.
Латинская Америка: Склонна к деградации почв из-за чрезмерного выпаса скота и интенсивного сельского хозяйства, что приводит к уплотнению почвы и потере биоразнообразия.
Европа: Сталкивается с проблемами, связанными с загрязнением почв в результате промышленной деятельности и интенсивного сельского хозяйства, включая накопление тяжелых металлов и остатков пестицидов.
Северная Америка: Испытывает эрозию почвы от ветра и воды, а также уплотнение почвы от тяжелой техники.

Почему здоровье почвы важно?

Поддержание и улучшение здоровья почвы необходимо по нескольким причинам:

Продовольственная безопасность: Здоровые почвы обеспечивают более высокие урожаи и более питательную пищу, способствуя глобальной продовольственной безопасности и сокращению голода.
Экологическая устойчивость: Здоровые почвы играют решающую роль в регулировании водных циклов, уменьшении эрозии, секвестрации углерода и смягчении последствий изменения климата.
Качество воды: Здоровые почвы фильтруют загрязнители и предотвращают их попадание в водоемы, защищая качество воды и водные экосистемы.
Биоразнообразие: Здоровые почвы поддерживают разнообразное сообщество почвенных организмов, которые необходимы для круговорота питательных веществ, подавления болезней и общего здоровья экосистемы.
Смягчение последствий изменения климата: Почвы являются основным поглотителем углерода, и здоровые почвы могут секвестрировать больше углерода из атмосферы, помогая смягчить изменение климата. Такие практики, как нулевая обработка почвы и использование покровных культур, могут усилить секвестрацию углерода в почвах по всему миру.
Экономические выгоды: Улучшение здоровья почвы может привести к увеличению урожайности, снижению затрат на ресурсы (например, удобрения и пестициды) и повышению рентабельности фермерских хозяйств.

Факторы, влияющие на здоровье почвы

На здоровье почвы влияет множество факторов, в том числе:

Климат: Температура, количество осадков и влажность влияют на почвообразование, круговорот питательных веществ и микробную активность.
Материнская порода: Подстилающая порода, из которой формируется почва, влияет на ее минеральный состав и текстуру.
Топография: Уклон и высота влияют на дренаж воды, эрозию и глубину почвы.
Растительность: Растения влияют на содержание органического вещества в почве, круговорот питательных веществ и контроль эрозии. Различные биомы (например, леса, луга, пустыни) приводят к кардинально различным характеристикам почвы.
Деятельность человека: Сельскохозяйственные практики, вырубка лесов, урбанизация и промышленная деятельность могут значительно повлиять на здоровье почвы.

Понимание анализа почвы

Анализ почвы является ценным инструментом для оценки ее здоровья и выявления дефицита или дисбаланса питательных веществ. Он включает сбор образцов почвы и их анализ в лаборатории для определения их физических, химических и биологических свойств. Результаты анализов почвы можно использовать для принятия обоснованных решений по управлению почвой, таких как внесение удобрений, известкование и внесение органических добавок. Методологии анализа почвы незначительно различаются в разных странах, но основные принципы остаются теми же.

Зачем проводить анализ почвы?

Анализ почвы предоставляет ценную информацию для:

Определения уровня питательных веществ: Выявление дефицита или избытка основных питательных веществ для растений, таких как азот, фосфор, калий и микроэлементы.
Измерения pH почвы: Оценка кислотности или щелочности почвы, что влияет на доступность питательных веществ и рост растений.
Оценки содержания органического вещества: Определение количества органического вещества в почве, которое влияет на влагоудерживающую способность, удержание питательных веществ и микробную активность.
Выявления загрязнителей почвы: Обнаружение присутствия тяжелых металлов, пестицидов или других загрязнителей в почве.
Диагностики проблем с растениями: Выявление почвенных причин болезней растений или плохого роста.
Оптимизации внесения удобрений: Определение подходящего типа и количества удобрений для оптимального роста растений и защиты окружающей среды.
Мониторинга тенденций здоровья почвы: Отслеживание изменений в здоровье почвы с течением времени для оценки эффективности методов управления.

Когда проводить анализ почвы

Время проведения анализа почвы может варьироваться в зависимости от культуры, типа почвы и климата. Однако существуют некоторые общие рекомендации:

Перед посадкой: Проводите анализ почвы перед посадкой новой культуры для определения потребности в питательных веществах и выявления любых потенциальных проблем с почвой.
Ежегодно или раз в два года: Проводите регулярные анализы почвы для мониторинга тенденций ее здоровья и корректировки методов управления по мере необходимости. Частота будет зависеть от интенсивности землепользования.
После серьезных нарушений почвы: Проводите анализ почвы после серьезных нарушений, таких как строительство или расчистка земли, для оценки воздействия на ее здоровье.
При возникновении проблем с растениями: Проводите анализ почвы, когда у растений проявляются признаки дефицита питательных веществ или другие проблемы, связанные с почвой.

Как собирать образцы почвы

Правильный отбор проб почвы имеет решающее значение для получения точных и репрезентативных результатов анализа. Для правильного сбора образцов почвы выполните следующие действия:

Соберите инвентарь: Возьмите почвенный бур или щуп, чистое пластиковое ведро и пакеты или контейнеры для образцов. Избегайте использования металлических инструментов, так как они могут загрязнить образцы.
Разделите участок: Разделите поле или сад на репрезентативные участки в зависимости от типа почвы, рельефа и истории севооборота.
Соберите несколько кернов: Соберите несколько почвенных кернов (10-20) с каждого репрезентативного участка, отбирая пробы на одинаковой глубине (обычно 6-8 дюймов или 15-20 см).
Смешайте образцы: Тщательно перемешайте почвенные керны с каждого участка в пластиковом ведре, чтобы создать объединенный образец.
Промаркируйте пакеты: Наполните пакеты или контейнеры объединенным образцом и четко промаркируйте их, указав дату, местоположение и идентификатор образца.
Отправьте в лабораторию: Отправьте образцы в авторитетную лабораторию по анализу почвы для исследования.

Ключевые анализы почвы и что они измеряют

Несколько ключевых анализов почвы предоставляют ценную информацию о ее здоровье. Вот некоторые из наиболее распространенных тестов:

pH почвы: Измеряет кислотность или щелочность почвы по шкале от 0 до 14, где 7 — нейтральный показатель. Большинство растений предпочитают слабокислый или нейтральный диапазон pH (6,0-7,0). pH почвы влияет на доступность питательных веществ, микробную активность и рост растений.
Анализ питательных веществ (NPK): Измеряет уровни основных питательных веществ для растений, включая азот (N), фосфор (P) и калий (K). Эти питательные вещества жизненно важны для роста и развития растений. Результаты обычно выражаются в частях на миллион (ppm) или фунтах на акр (lbs/acre).
Анализ микроэлементов: Измеряет уровни основных микроэлементов, таких как железо (Fe), марганец (Mn), цинк (Zn), медь (Cu), бор (B) и молибден (Mo). Хотя микроэлементы требуются в небольших количествах, они имеют решающее значение для различных функций растений.
Содержание органического вещества: Измеряет процентное содержание органического вещества в почве. Органическое вещество улучшает структуру почвы, влагоудерживающую способность, удержание питательных веществ и микробную активность.
Анализ текстуры почвы: Определяет процентное содержание песка, ила и глины в почве. Текстура почвы влияет на дренаж воды, аэрацию и доступность питательных веществ.
Емкость катионного обмена (ЕКО): Измеряет способность почвы удерживать положительно заряженные питательные вещества (катионы), такие как кальций, магний и калий. Более высокая ЕКО указывает на большую способность удерживать питательные вещества.
Электропроводность (EC): Измеряет количество солей в почве. Высокие уровни EC могут указывать на проблемы засоления, которые могут подавлять рост растений.
Микробная активность почвы: Измеряет активность и разнообразие почвенных микроорганизмов. Это можно оценить с помощью различных методов, таких как измерение дыхания почвы или анализ микробной ДНК.

Интерпретация результатов анализа почвы

Интерпретация результатов анализа почвы требует понимания принципов почвоведения и конкретных потребностей в питательных веществах выращиваемых растений. Лаборатории по анализу почвы обычно предоставляют рекомендации по внесению удобрений и других почвенных добавок на основе результатов анализа и выращиваемой культуры. При интерпретации результатов анализа почвы важно учитывать конкретный контекст участка, включая тип почвы, климат и историю управления.

Вот некоторые общие рекомендации по интерпретации результатов анализа почвы:

pH почвы: Для большинства растений стремитесь к диапазону pH 6,0-7,0. Если pH слишком низкий (кислый), внесите известь для его повышения. Если pH слишком высокий (щелочной), внесите серу или органическое вещество для его понижения.
Уровни питательных веществ: Сравните уровни питательных веществ с рекомендуемыми диапазонами для конкретной выращиваемой культуры. Если уровень питательных веществ недостаточен, внесите соответствующие удобрения для удовлетворения потребностей растений.
Содержание органического вещества: Стремитесь к высокому содержанию органического вещества (3-5% и выше). Добавляйте компост, навоз или другие органические поправки для повышения уровня органического вещества.
Текстура почвы: Песчаные почвы быстро дренируют, но имеют низкую влагоудерживающую способность. Глинистые почвы удерживают воду, но могут иметь плохой дренаж. Суглинистые почвы (смесь песка, ила и глины) обычно считаются идеальными.

Анализ почвы в мире: примеры различий

Хотя основные принципы анализа почвы универсальны, конкретные методологии, единицы отчетности и руководства по интерпретации могут различаться в разных странах и регионах. Вот несколько примеров:

США: Анализ почвы широко доступен через университетские консультационные службы и частные лаборатории. Рекомендации часто основаны на "Рекомендациях по удобрениям для трех штатов" (Tri-State Fertilizer Recommendations).
Европа: Анализ почвы регулируется Европейским союзом, и страны-члены имеют свои собственные национальные стандарты и руководства.
Австралия: Анализ почвы широко используется в сельском хозяйстве, и рекомендации часто основаны на тесте Колвелла на фосфор.
Индия: Анализ почвы продвигается правительством через "карты здоровья почвы", которые предоставляют фермерам информацию об уровне питательных веществ в почве и рекомендации по удобрениям.
Бразилия: Анализ почвы необходим для эффективного использования удобрений, особенно в регионе Серрадо, где почвы естественно кислые и неплодородные.

Улучшение здоровья почвы: практические стратегии

Как только вы поймете состояние здоровья вашей почвы с помощью анализа, вы сможете внедрить стратегии по ее улучшению. Вот несколько практических подходов:

Увеличивайте органическое вещество: Добавляйте в почву компост, навоз, покровные культуры или другие органические поправки для улучшения ее структуры, влагоудерживающей способности и содержания питательных веществ.
Сокращайте обработку почвы: Минимизируйте обработку почвы, чтобы уменьшить эрозию, уплотнение и потерю органического вещества. Технологии нулевой обработки почвы могут значительно улучшить ее здоровье.
Используйте покровные культуры: Высаживайте покровные культуры для защиты почвы от эрозии, подавления сорняков и добавления органического вещества. Бобовые покровные культуры также могут фиксировать азот в почве.
Соблюдайте севооборот: Чередуйте культуры, чтобы прервать циклы вредителей и болезней, улучшить структуру почвы и усилить круговорот питательных веществ.
Применяйте известь или серу: Регулируйте pH почвы до оптимального диапазона для конкретных выращиваемых растений, применяя известь (для повышения pH) или серу (для понижения pH).
Используйте удобрения разумно: Вносите удобрения на основе результатов анализа почвы и потребностей растений, чтобы избежать чрезмерного внесения, которое может нанести вред окружающей среде.
Содействуйте биоразнообразию почвы: Поощряйте разнообразное сообщество почвенных организмов, избегая пестицидов и других химикатов, которые могут навредить полезным микробам.
Практикуйте сбережение воды: Используйте эффективные методы орошения для сохранения воды и предотвращения эрозии почвы.
Управляйте выпасом: Внедряйте устойчивые методы выпаса, чтобы предотвратить чрезмерный выпас, который может привести к уплотнению и эрозии почвы.

Глобальные инициативы по здоровью почвы

Признавая важность здоровья почвы, в настоящее время реализуется множество глобальных инициатив по продвижению устойчивых практик управления почвой:

Глобальное почвенное партнерство (GSP): Инициатива Организации Объединенных Наций по содействию устойчивому управлению почвами и борьбе с их деградацией.
Инициатива "4 per 1000": Международная инициатива по увеличению запасов углерода в почве на 0,4% в год для смягчения последствий изменения климата.
Цели в области устойчивого развития (ЦУР): Несколько ЦУР, включая ЦУР 2 (Нулевой голод) и ЦУР 15 (Жизнь на суше), признают важность здоровья почвы для устойчивого развития.
Национальные программы по здоровью почвы: Многие страны внедрили национальные программы по здоровью почвы для продвижения устойчивых практик управления почвой и оказания технической помощи фермерам.

Заключение

Здоровье почвы является критически важной основой для глобальной продовольственной безопасности, экологической устойчивости и благополучия человека. Понимание принципов здоровья почвы и применение соответствующих методов ее анализа необходимы для устойчивого управления почвами. Применяя передовые методы управления, мы можем улучшить здоровье почвы, повысить продуктивность сельского хозяйства, защитить окружающую среду и смягчить последствия изменения климата. Это требует совместных усилий фермеров, исследователей, политиков и потребителей во всем мире. Инвестируя в здоровье почвы, мы инвестируем в более устойчивое и жизнеспособное будущее для всех.

Дополнительные ресурсы

Глобальное почвенное партнерство ФАО: http://www.fao.org/global-soil-partnership/en/
Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США (NRCS): https://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/main/soils/health/
Ваше местное сельскохозяйственное консультационное бюро.