Нарощування органічної речовини в ґрунті: Глобальний посібник до здоровіших ґрунтів

Органічна речовина ґрунту (ОРҐ) є основою здорових, продуктивних екосистем. Це життєва сила наших ґрунтів, що впливає на все, від інфільтрації води та доступності поживних речовин до секвестрації вуглецю та стійкості до зміни клімату. Цей посібник надає всебічний огляд ОРҐ, її важливості та практичних стратегій для її нарощування та підтримання в різноманітних сільськогосподарських та екологічних контекстах по всьому світу.

Що таке органічна речовина ґрунту?

Органічна речовина ґрунту — це органічний компонент ґрунту, що складається з рослинних і тваринних решток на різних стадіях розкладання, живих організмів (мікробів та макрофауни) та стабільного гумусу. Це складна суміш, яка відіграє життєво важливу роль у функціонуванні ґрунту.

Ключові компоненти органічної речовини ґрунту:

• Жива біомаса: Включає бактерії, гриби, найпростіших, нематод, дощових черв'яків та інші організми, що сприяють розкладанню та кругообігу поживних речовин.
• Органічна речовина, що розкладається: Свіжі рештки рослин, тварин та мікроорганізмів, що зазнають розкладання. Ця фракція активно змінюється та вивільняє поживні речовини.
• Гумус: Стабільна, розкладена органічна речовина, стійка до подальшого розпаду. Гумус покращує структуру ґрунту, утримання води та доступність поживних речовин.

Чому органічна речовина ґрунту важлива?

ОРҐ є критично важливою для широкого спектра функцій ґрунту та екосистемних послуг. Її переваги виходять за межі сільськогосподарської продуктивності, охоплюючи екологічну та кліматичну стійкість.

Переваги здорового рівня ОРҐ:

• Покращена структура ґрунту: ОРҐ діє як зв'язуючий агент, створюючи агрегати, що покращують структуру, пористість та аерацію ґрунту. Це покращує інфільтрацію та дренаж води, зменшуючи ерозію.
• Посилене утримання води: ОРҐ збільшує здатність ґрунту утримувати воду, роблячи його більш стійким до посухи та зменшуючи потребу в зрошенні. Це особливо важливо в посушливих та напівпосушливих регіонах.
• Підвищена доступність поживних речовин: ОРҐ є резервуаром основних поживних речовин для рослин, включаючи азот, фосфор та сірку. У міру розкладання органічної речовини ці поживні речовини вивільняються у формах, які рослини можуть легко засвоїти.
• Посилена біологічна активність: ОРҐ забезпечує їжу та середовище існування для корисних ґрунтових організмів, які сприяють розкладанню, кругообігу поживних речовин та пригніченню хвороб. Різноманітний та активний ґрунтовий мікробіом є важливим для здорового росту рослин.
• Секвестрація вуглецю: ОРҐ є значним поглиначем вуглецю, допомагаючи пом'якшити зміни клімату шляхом видалення вуглекислого газу з атмосфери та зберігання його в ґрунті. Підвищення рівня ОРҐ є ключовою стратегією для зменшення викидів парникових газів.
• Зменшення ерозії: Покращена структура ґрунту та збільшена інфільтрація води зменшують ризик ерозії ґрунту вітром та водою. Це захищає цінний верхній шар ґрунту та запобігає замуленню водойм.
• Покращена родючість ґрунту: Вищі рівні ОРҐ сприяють загальній родючості ґрунту, що призводить до здоровіших рослин, вищих врожаїв та зменшення залежності від синтетичних добрив.
• Буферна здатність: ОРҐ допомагає буферизувати ґрунт проти змін pH, засолення та інших факторів, що можуть створювати стрес для рослин.

Фактори, що впливають на рівень органічної речовини ґрунту

Рівні ОРҐ залежать від складної взаємодії факторів, включаючи клімат, тип ґрунту, практики землекористування та рослинний покрив. Розуміння цих факторів є вирішальним для розробки ефективних стратегій нарощування та підтримання ОРҐ.

Ключові фактори, що впливають на ОРҐ:

• Клімат: Температура та опади відіграють значну роль у швидкості розкладання. У теплому, вологому кліматі, як правило, вища швидкість розкладання та нижчий рівень ОРҐ порівняно з прохолодним, сухим кліматом. Однак надмірна кількість опадів також може призвести до ерозії та втрати ОРҐ.
• Тип ґрунту: Текстура та мінералогія ґрунту впливають на зберігання ОРҐ. Глинисті ґрунти, як правило, утримують більше ОРҐ, ніж піщані, завдяки своїй більшій площі поверхні та здатності зв'язувати органічні молекули.
• Практики землекористування: Сільськогосподарські практики, такі як обробіток ґрунту, внесення добрив та сівозміна, мають глибокий вплив на рівень ОРҐ. Інтенсивний обробіток може прискорити розкладання та зменшити ОРҐ, тоді як ґрунтозахисні практики можуть допомогти її наростити.
• Рослинний покрив: Тип та кількість рослинного покриву впливають на надходження органічної речовини в ґрунт. Такі практики, як вирощування покривних культур та агролісівництво, можуть значно підвищити рівень ОРҐ.
• Ерозія: Ерозія ґрунту видаляє верхній шар, який зазвичай є найбагатшим на ОРҐ. Запобігання ерозії є важливим для збереження ОРҐ.
• Органічні добрива: Внесення органічних добрив, таких як компост, гній та біовугілля, може безпосередньо підвищити рівень ОРҐ.

Стратегії нарощування органічної речовини ґрунту

Нарощування ОРҐ — це довготривалий процес, що вимагає комплексного підходу до управління земельними ресурсами. Наступні стратегії можуть бути реалізовані в різних сільськогосподарських та екологічних умовах для підвищення рівня ОРҐ.

Ключові стратегії збільшення ОРҐ:

• Ґрунтозахисний обробіток: Зменшення або повна відмова від обробітку ґрунту мінімізує його порушення, зменшує ерозію та сприяє накопиченню ОРҐ. Нульовий обробіток (no-till), що передбачає сівбу безпосередньо в непорушений ґрунт, є високоефективною ґрунтозахисною практикою. Приклади: вирощування сої за технологією no-till в Бразилії, ґрунтозахисне землеробство в Замбії.
• Покривні культури: Посадка покривних культур між основними культурами забезпечує безперервний покрив ґрунту, зменшує ерозію та додає органічну речовину в ґрунт. Покривні культури також можуть фіксувати азот, пригнічувати бур'яни та покращувати структуру ґрунту. Приклади: жито як покривна культура в США, бобові покривні культури в Нігерії.
• Сівозміна: Чергування культур з різними кореневими системами та потребами в поживних речовинах покращує здоров'я ґрунту та збільшує ОРҐ. Включення бобових у сівозміну може фіксувати азот та підвищувати родючість ґрунту. Приклади: сівозміни кукурудзи та бобових у Кенії, сівозміни рису та пшениці в Індії.
• Органічні добрива: Внесення органічних добрив, таких як компост, гній та біовугілля, безпосередньо додає органічну речовину в ґрунт. Компост та гній також забезпечують необхідні поживні речовини для рослин. Приклади: компостування харчових відходів у міських садах Європи, використання тваринного гною в органічному фермерстві в Аргентині.
• Агролісівництво: Інтеграція дерев та чагарників у сільськогосподарські системи підвищує ОРҐ, зменшує ерозію та надає додаткові переваги, такі як тінь, деревина та фрукти. Приклади: алейне вирощування в Південно-Східній Азії, агролісопасовищні системи (silvopasture) в Південній Америці.
• Керований випас: Впровадження систем ротаційного випасу може покращити здоров'я ґрунту та збільшити ОРҐ шляхом стимулювання росту коренів та рівномірного розподілу гною по пасовищу. Приклади: холістичне управління в Зімбабве, керований випас у Новій Зеландії.
• Зменшене використання добрив: Хоча добрива можуть збільшити врожайність, їх надмірне використання може негативно вплинути на здоров'я ґрунту та зменшити ОРҐ. Оптимізація внесення добрив на основі аналізу ґрунту та потреб культур може допомогти мінімізувати ці негативні наслідки. Розгляньте використання добрив уповільненої дії або органічних добрив.
• Управління водними ресурсами: Правильне управління водними ресурсами є вирішальним для підтримання ОРҐ. Надмірне зрошення може призвести до заболочення та анаеробних умов, що може гальмувати розкладання та зменшувати ОРҐ. Ефективні методи зрошення, такі як краплинне зрошення, можуть допомогти зберегти воду та покращити здоров'я ґрунту.
• Контурне землеробство та терасування: На схилах контурне землеробство та терасування можуть допомогти зменшити ерозію та зберегти ґрунт і воду. Ці практики передбачають оранку та сівбу вздовж контуру землі та створення рівних платформ для сповільнення стоку води.
• Лісовідновлення та заліснення: Посадка дерев на деградованих або малопродуктивних землях може збільшити ОРҐ, зменшити ерозію та секвеструвати вуглець. Лісовідновлення передбачає повторну посадку дерев на територіях, які раніше були лісами, тоді як заліснення — це посадка дерев на територіях, які раніше не були лісами.

Оцінка органічної речовини ґрунту

Регулярна оцінка рівня ОРҐ є важливою для моніторингу ефективності практик управління ґрунтом та виявлення сфер, що потребують покращення. Для оцінки ОРҐ можна використовувати кілька методів, від простих візуальних оцінок до лабораторних аналізів.

Методи оцінки ОРҐ:

• Візуальна оцінка: Спостереження за кольором, структурою та агрегацією ґрунту може забезпечити швидку та легку оцінку ОРҐ. Темніші ґрунти зазвичай мають вищий рівень ОРҐ, ніж світліші.
• Визначення текстури ґрунту на дотик: Оцінка пропорцій піску, мулу та глини у зразку ґрунту може надати інформацію про його водоутримуючу здатність та потенціал для зберігання ОРҐ.
• Тест на розмокання (Slake test): Цей простий тест полягає у зануренні ґрунтового агрегату у воду для оцінки його стабільності. Агрегати, що є стабільними у воді, зазвичай мають вищий рівень ОРҐ та кращу структуру ґрунту.
• Тест на дихання ґрунту: Вимірювання швидкості виділення вуглекислого газу з ґрунту може вказувати на рівень мікробної активності та розкладання ОРҐ.
• Лабораторний аналіз: Відправка зразків ґрунту до лабораторії для аналізу може надати точні вимірювання вмісту ОРҐ, рівня поживних речовин та інших властивостей ґрунту. Поширені методи вимірювання ОРҐ включають втрату при прожарюванні (LOI) та окислення за методом Уоклі-Блека.

Виклики та міркування

Нарощування та підтримання рівня ОРҐ може бути складним завданням, особливо на деградованих або інтенсивно оброблюваних ґрунтах. Кілька факторів можуть обмежувати накопичення ОРҐ, зокрема:

• Кліматичні обмеження: Посушливі та напівпосушливі регіони часто мають обмежену доступність води, що може обмежувати ріст рослин та надходження ОРҐ.
• Деградація ґрунту: Еродовані або деградовані ґрунти можуть мати низький рівень ОРҐ та погану структуру, що ускладнює відновлення рослинності та нарощування ОРҐ.
• Конфлікти землекористування: Конкуруючі види землекористування, такі як сільське господарство, лісове господарство та урбанізація, можуть обмежувати доступність землі для практик, що нарощують ОРҐ.
• Соціально-економічні фактори: Відсутність доступу до ресурсів, технічних знань та ринків може перешкоджати впровадженню сталих практик управління ґрунтом.
• Політична та інституційна підтримка: Необхідна підтримка на рівні політики та інституцій для просування практик нарощування ОРҐ та надання стимулів для фермерів та землекористувачів.

Глобальні приклади успішних ініціатив з нарощування ОРҐ

Численні успішні ініціативи по всьому світу демонструють потенціал для нарощування ОРҐ та покращення здоров'я ґрунту. Ці приклади підкреслюють важливість контекстно-специфічних підходів та партнерських відносин.

Приклади ініціатив з нарощування ОРҐ:

• Ініціатива '4 проміле' (Глобальна): Міжнародна ініціатива, спрямована на збільшення світових запасів органічного вуглецю в ґрунті на 0,4% на рік як засіб покращення продовольчої безпеки та пом'якшення змін клімату.
• Велика зелена стіна (Африка): Ініціатива по боротьбі з опустелюванням та деградацією земель в регіоні Сахель шляхом створення мозаїки з дерев, чагарників та трав по всьому континенту.
• Ґрунти Терра Прета (Басейн Амазонки): Стародавні антропогенні ґрунти, збагачені біовугіллям та іншими органічними добривами, що демонструють довгостроковий потенціал нарощування ОРҐ.
• Стала інтенсифікація в дрібних фермерських господарствах (Азія та Африка): Сприяння впровадженню практик ґрунтозахисного землеробства, таких як нульовий обробіток, покривні культури та сівозміна, для покращення здоров'я ґрунту та збільшення врожайності.
• Рух за регенеративне сільське господарство (Глобальний): Рух, що наголошує на здоров'ї ґрунту як основі сталого сільського господарства, просуваючи практики, що нарощують ОРҐ, посилюють біорізноманіття та секвеструють вуглець.

Висновок

Нарощування органічної речовини ґрунту є необхідним для створення стійких та стабільних екосистем. Застосовуючи відповідні практики управління земельними ресурсами, ми можемо покращити здоров'я ґрунту, підвищити продуктивність сільського господарства, пом'якшити зміни клімату та захистити навколишнє середовище для майбутніх поколінь. Це вимагає глобальних зусиль за участю фермерів, науковців, політиків та споживачів, які працюють разом для просування здоров'я ґрунту та сталого управління землею. Розуміння принципів та практик, викладених у цьому посібнику, забезпечує міцну основу для початку шляху до здоровіших ґрунтів у всьому світі.