В последние годы политики во всем мире выступили с инициативами по увеличению количества «органического вещества почвы» или SOM, чтобы улучшить здоровье почвы и увеличить сельскохозяйственное производство. Удивительно, однако, что существует мало доказательств того, что эта стратегия действительно улучшит урожайность.
Новая статья исследователей из Йельского университета количественно определяет взаимосвязь между органическим веществом почвы и урожайностью на глобальном уровне. В журнале SOIL они утверждают, что более высокие концентрации органического вещества действительно дают более высокие урожаи, но только до определенного момента.
В частности, они обнаружили, что увеличение содержания органического углерода в почве - общего показателя органического вещества почвы - повышает урожайность до тех пор, пока его концентрация не достигнет примерно 2 процентов, на этом уровне они, как правило, достигают точки насыщения. После этого, говорят исследователи, увеличение SOM начинает приносить уменьшенную отдачу.
Даже несмотря на это, они обнаружили, что примерно две трети сельскохозяйственных угодий, предназначенных для выращивания двух самых важных основных сельскохозяйственных культур в мире - кукурузы и пшеницы - находятся ниже этого 2-процентного порога, что свидетельствует об огромном потенциале сельскохозяйственной политики, способствующей увеличение органического вещества почвы.
«Предпосылкой для столь многих устойчивых методов управления земельными ресурсами является то, что если вы увеличиваете содержание органического вещества в почве, вы увеличиваете производство», - сказала Эмили Олдфилд, доктор философии. студент Йельской школы лесного хозяйства и экологических исследований (F&ES) и ведущий автор статьи. «Но если вы покопаетесь в литературе, то обнаружите очень мало эмпирических исследований, которые на самом деле прямо количественно определяют эту взаимосвязь."
"Эти результаты показывают, что существует ценность в установлении основанных на фактических данных целей SOM для многих инициатив по управлению земельными ресурсами", - сказала она. «Они также предполагают, что мы должны отказаться от качественного подхода «чем больше, тем лучше» к политике оздоровления почвы и перейти к конкретным региональным и местным целям, которые могут обеспечить измеримые результаты в сельском хозяйстве».
Соавторами статьи являются Марк Брэдфорд, профессор экологии почв и экосистем в F&ES, и Стивен Вуд, ученый из The Nature Conservancy. SOIL - интерактивный журнал Европейского союза наук о Земле с открытым доступом.
Хорошо известно, что создание и поддержание органического вещества почвы является ключом к ее здоровью. (ПОВ относится к органическим веществам, находящимся в почве, включая растительные и животные материалы, которые находятся в процессе разложения.) Он усиливает способность почв удерживать воду и питательные вещества, поддерживает структуру, которая способствует дренажу и аэрации, а также помогает минимизировать потери. верхнего слоя почвы за счет эрозии.
В течение многих лет политики подчеркивали роль органического вещества почвы в ряде программ, включая инициативу «4 на 1 000» в рамках программы «Почвы для продовольственной безопасности», возникшую в результате переговоров на COP21, и инициативу США. «Основы Федерального стратегического плана почвоведения».
И все же, когда дело доходит до его роли в продвижении растениеводства, наблюдается удивительная нехватка количественных доказательств, говорит Брэдфорд. Брэдфорда этот пробел в знаниях беспокоил уже почти десятилетие; в отчете Национального исследовательского совета по устойчивому сельскому хозяйству за 2010 год органическое вещество описывается как краеугольный камень большинства инициатив в области устойчивого развития и качества почвы, но не содержит информации о том, сколько на самом деле необходимо для повышения урожайности и сокращения применения удобрений.
«Я всегда говорил людям о том, насколько важно органическое вещество почвы, и все же здесь был национальный синтез от нашего главного научного органа, в котором говорилось, что у нас нет данных, чтобы сказать что-либо значимое», - сказал Брэдфорд.«Наша статья - первая действительно синтетическая попытка представить цифры, чтобы направлять практику, помогая устанавливать цели».
Для этого они собрали существующие данные об урожайности кукурузы и пшеницы, которые были сопоставлены с показателями органического вещества почвы на участках по всему миру. Они обнаружили, что наибольший прирост урожайности происходил при концентрациях от 0,1 до 2 процентов. Например, доходность была в 1,2 раза выше при 1%, чем при 0,5%. Но этот прирост, как правило, выравнивается, когда концентрация достигает 2 процентов.
«В результате у нас теперь есть цифры, а не только непроверенные идеи, что если вы создадите органическое вещество, вы можете улучшить результаты, например, уменьшить количество удобрений и увеличить урожай», - сказал Брэдфорд. «Это место, где можно начать укреплять усилия по управлению почвой для здоровой планеты и повышения продовольственной безопасности».
Анализ предлагает ценную информацию для политиков и исследователей, поскольку они оценивают взаимосвязь между углеродом в почве и урожайностью, сказал Вуд, выпускник Йельского университета, который сейчас является прикладным ученым в Охране природы.
И хотя исследование представляет собой глобальный анализ, сказал он, методология облегчит определение целей на конкретных сельскохозяйственных объектах по всему миру. «Потому что во всех местах будут разные пороговые значения того, насколько свойство почвы может быть изменено, и какой уровень свойства почвы является «хорошим» для этого места», - сказал Вуд..
Добавил Брэдфорд: «Теперь мы хотим работать над уточнением этих отношений для конкретных регионов и даже конкретных ферм, и мы надеемся наладить партнерские отношения с сельскохозяйственными компаниями, чтобы реализовать эту возможность».