Ученые: обработка почвы на склонах ставит под угрозу будущую урожайность
Вспашка и обработка почвы на холмистых склонах приводит к истончению почв на фермах и угрожает будущим урожаям, говорится в новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Food.
Ученые из университетов Ланкастера (Великобритания) и Аугсбурга (Германия) утверждают, что если фермеры не перестанут обрабатывать склоны холмов, то в долгосрочной перспективе почвы на склонах холмов могут истончиться до такой степени, что рост продовольственных культур окажется под серьезной угрозой.
На протяжении веков фермеры обрабатывали почву на своих полях, чтобы создать семенные ложа для выращивания урожая. Когда-то для этой цели использовались традиционные плуги, запряженные животными, но по мере механизации сельского хозяйства в течение последнего столетия процесс обработки почвы перешел к более тяжелым и быстрым тракторам.
Известно, что обработка почвы, включающая вспашку, перемещает значительные объемы почвы вниз по склонам и усиливает эрозию, вызванную погодными условиями. На склонах обработка почвы приводит к тому, что почва перемещается вниз с холмов и оседает на дне долин.
По мере истончения почвы на склонах, материал из подпочвы смешивается с верхним слоем почвы, снижая качество выращивания сельхозкультур из-за нехватки питательных веществ, биологической активности и уменьшения запаса воды.
Ученые отмечают, что роль обработки почвы в уменьшении ее глубины остается недостаточно признанной угрозой для растениеводства. Хотя известно, что обработка почвы перемещает значительные объемы почвы вниз по склонам, часто превышая объемы, перемещаемые водной и ветровой эрозией, до сих пор было мало известно о том, как результат такого воздействия влияет на урожайность культур. Поскольку мощность тракторов продолжают расти, а изменение климата увеличивает частоту засух, влияние эрозии почв в результате обработки на урожайность сельскохозяйственных культур в условиях наклонного рельефа, вероятно, станет более серьезной во многих частях мира.
Исследователи изучили посевы пшеницы и кукурузы, выращенные в северном немецком регионе Укермарк (на фото вверху), который является высокомеханизированной и продуктивной аграрной областью Европы. Хотя сельхозпроизводству в Укермарке уже не менее 1000 лет, по прогнозам исследователей, в течение следующих пятидесяти лет урожайность пшеницы и кукурузы может снизиться, поскольку современное механизированное сельское хозяйство ускоряет эрозию, вызванную обработкой почвы на склонах.
Исследователи использовали опубликованную информацию о влиянии культивации на урожайность сельскохозяйственных культур и применили модели перераспределения почвы и роста культур для изучения влияния обработки почвы в региональном ландшафтном масштабе.
Это позволило им определить, перевешивает ли прирост урожайности в тех частях ландшафта, которые получили почву от эрозии, те потери, которые были вызваны истончением почвы на склонах.
Их расчеты показывают, что при сохранении обычного подхода к обработке почвы на склонах фермеры региона Укермарк столкнутся с совокупным снижением урожайности озимой пшеницы до 7,1% в течение 50 лет и до 10% процентов в течение столетия (в нормальные и сухие годы).
Для кукурузы исследователи прогнозируют снижение урожайности на 4% за 50 лет и на 5,9% за 100 лет (в нормальные и сухие годы).
Последствия истончения почв будут наиболее выражены во время засухи, поскольку истонченные почвы хуже удерживают влагу и питательные вещества. В более влажные годы, хотя и не так сильно, как в нормальные и засушливые, урожайность также будет снижаться в течение 50-100 лет.
Такое снижение урожайности равносильно тысячам тонн потерянного продовольствия только в регионе Укермарк. Исследователи считают, что снижение урожайности из-за эрозии почвы, скорее всего, будет наблюдаться во всем мире, где обработка почвы ведется на склонах.
Они утверждают, что этот прогнозируемый рост подчеркивает необходимость принятия срочных мер по снижению истончения почвы, вызванного обработкой.
Фермеры могут рассмотреть такие меры, как адаптация скорости обработки почвы в зависимости от положения склона и общее уменьшение глубины обработки для замедления процесса эрозии. Но на самом деле, как считают ученые, фермеры должны отказаться от обработки почвы на склонах, чтобы защитить свои почвы и будущие урожаи.
Хотя исследователи не моделировали последствия изменения климата, они считают, что давление эрозии почвы, вызванной ее обработкой, будет усиливаться по мере того, как изменение климата будет увеличивать частоту засушливых периодов в течение вегетационных периодов сельскохозяйственных культур.
Источник фото по лицензии Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
