Оранка та обробіток ґрунту на схилах ставить під загрозу майбутні врожаї
Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Food, показало, що оранка і обробіток ґрунту на горбистих схилах призводить до витончення сільськогосподарських ґрунтів та загрожує майбутнім урожаям.
Вчені з Ланкастерського (Великобританія) та Аугсбурзького (Німеччина) університетів стверджують, що, якщо фермери не перестануть обробляти схили пагорбів, у довгостроковій перспективі ґрунти на схилах пагорбів можуть витончитися настільки, що зростання продовольчих культур опиниться під серйозною загрозою.
Протягом століть фермери обробляли ґрунт на своїх полях, щоб створити грядки для вирощування врожаю. Колись із використанням традиційних плугів на тваринній тязі, оскільки в минулому столітті сільське господарство було механізовано, процес обробітку ґрунту перейшов на більш важкі та швидкі трактори.
Відомо, що обробіток ґрунту, що включає оранку, переміщає значну кількість ґрунту вниз по схилу та посилює ерозію, спричинену погодними умовами. На похилих землях в результаті обробки ґрунту ґрунти сповзають із увігнутих частин пагорбів та відкладаються у днищах долин.
У міру того, як ґрунти на схилах стоншуються, матеріал з підґрунтя поєднується з верхнім шаром ґрунту, що знижує його якість зростання через низький вміст поживних речовин, біологічної активності та зменшення запасів води.
Професор Джон Куїнтон з Ланкастерського університету та один із двох головних дослідників дослідження каже, що «роль обробки ґрунту у зменшенні глибини ґрунту залишається недооціненою загрозою для рослинництва. Хоча ми знаємо, що обробіток ґрунту переміщує значну кількість ґрунту вниз схилів, що часто перевищують величину, що переміщується водною та вітровою ерозією, досі ми мало знали про те, як виникає в результаті зрідження ґрунту та впливає на врожайність».
Професор Пітер Файнер з Аугсбурзького університету та другий головний дослідник каже, що «у міру того, як машини продовжують зростати, а зміна клімату збільшує частоту посух, вплив ерозії ґрунтів при обробці ґрунту на врожайність у горбистій місцевості, ймовірно, стане серйозною проблемою у багатьох частинах світу».
Дослідники вивчили посіви пшениці та кукурудзи, вирощені у північному німецькому регіоні Укермарк, який є високомеханізованим та дуже продуктивним сільськогосподарським регіоном Європи. Хоча сільськогосподарське виробництво було можливе в Укермарку принаймні 1000 років, моделювання дослідників передбачає, що протягом наступних п'ятдесяти років урожайність пшениці та кукурудзи, ймовірно, знизиться, оскільки сучасне механізоване сільське господарство прискорює ерозію, спричинену обробітком ґрунту на схилах.
Дослідники використали опубліковану інформацію про проріджування посівів, що впливає на врожайність, та застосували моделі перерозподілу ґрунту та зростання сільськогосподарських культур, щоб вивчити вплив обробітку ґрунту у масштабі регіонального ландшафту.
Це дозволило їм визначити, чи переважує приріст урожаю в тих частинах ландшафту, які отримали ґрунт у результаті ерозії, тобто увігнутих частинах, втрати, спричинені витонченням ґрунту на схилах.
Їх розрахунки показують, що, продовжуючи використовувати звичайний підхід до обробітку ґрунту на схилах, фермери регіону Укермарк зіштовхнуться із сукупним зниженням урожайності озимої пшениці до 7,1 відсотка протягом 50 років та до 10 відсотків протягом сторіччя (в нормальних умовах) в посушливі роки.
Для кукурудзи дослідники прогнозують зниження врожайності на 4% протягом п'ятдесяти років та на 5,9% протягом 100 років (у нормальні та посушливі роки).
Наслідки проріджування ґрунту будуть найбільш виражені під час посухи, оскільки проріджування ґрунту менш здатне утримувати вологу та поживні речовини. У більш вологі роки, хоча й настільки яскраво виражені, як і нормальні і посушливі роки, врожайність також падатиме протягом 50–100 років.
Ці скорочення еквівалентні тисячам тонн втраченого виробництва продуктів харчування лише у регіоні Укермарк. Дослідники вважають, що зниження врожайності через ерозію ґрунту, ймовірно, матиме місце у всьому світі, де обробіток ґрунту відбувається на схилах.
Вони стверджують, що це прогнозоване збільшення наголошує на необхідності термінових дій щодо зменшення проріджування ґрунту, викликаного оранкою.
Професор Куінтон каже, що їхнє «моделювання показує, що якщо ми продовжимо обробляти наші ґрунти, ми побачимо зниження врожайності в регіональному масштабі — це буде гірше в періоди посухи, оскільки більш тонкі ґрунти менш здатні утримувати воду для рослин».
Професор Файнер повідомив, що вони «показують, що звичайний підхід до ведення бізнесу знизить урожайність у довгостроковій перспективі. Фермери могли б розглянути заходи щодо пом'якшення наслідків, такі як адаптація швидкості обробітку ґрунту в залежності від положення схилу та загальне зменшення глибини обробітку ґрунту для уповільнення процесу ерозії, але насправді фермерам необхідно розглянути можливість відмови від обробітку ґрунту на схилах, щоб захистити свої ґрунти та майбутні врожаї».
Хоча дослідники не моделювали наслідки зміни клімату, вони вважають, що вплив ерозії ґрунту, ймовірно, посилюватиметься, оскільки зміна клімату збільшує частоту посушливих періодів у період вегетації сільськогосподарських культур.
Також читайте: