Оцінка наслідків зміни клімату також виявляє нові та нові ризики. Однією з причин цього є те, що існують вторинні наслідки підвищення атмосферних температур, такі як новий, загрозливий ефект збільшення ризику розвитку потенційних патогенів ґрунту і, отже, поява несподіваних інфекцій для здоров'я людини та/або якості їжі. Навіть беручи до уваги родючість ґрунту, ситуація може погіршитися, лише закінчивши вуглець ще більше. Але яку роль відіграє грунт?

Чи можемо ми впливати на обробку землі та землекористування таким чином, щоб ризики можна було запобігти та/або ретельно зменшити? “Здоровий ґрунт та їжа” - це нинішня місія ЄС, і все таким чином, що нам потрібно звертати увагу не лише на міцність ґрунту, а й на якість навколишнього середовища. Ми звертаємо увагу на новий підхід та важливість нових знань.

боротьби

Проф. Д-р Борбала Біро

Збільшуючи родючість ґрунту, ситуація лише погіршується?

Роль ґрунту полягає Викиди «парникових газів» (ПГ) зараз це інтенсивно досліджувана тема. Однак тенденції та різні наслідки можуть бути як позитивними, так і негативними в даній системі ґрунт-рослина, тому важко орієнтуватися, яким шляхом йти? З одного боку, грунтдля максимізації родючості всі прагнуть до цього, що однозначно збільшить викиди ПГ шляхом поліпшення біологічної активності ґрунту; з іншого боку, це досягнення екологічних цілей, тобто, щоб зменшити викиди, ми також можемо бути змушені змінити сільськогосподарські культури, що, в свою чергу, погіршить можливості виробництва продуктів харчування, незважаючи на зростання кількості населення. Як кажуть, "якщо я поріжу один палець, то болить, якщо інший - теж болить". Але як тоді ми думаємо про роль ґрунту?

Вирішення очевидних суперечностей можливо, якщо спробувати судити про різні аспекти, тобто про якість та потенційний стан ґрунтів, а також про наявні потужності, та на їх основі створити найбільш оптимальне землекористування.

Якщо грунт подобається наш найважливіший засіб виробництва ми розглядаємо, тоді хочемо максимально створити та турбозарядити родючість та біологічну життєздатність ґрунту. Як звичайний засіб цього, ми застосовуємо органічне підживлення та, за його відсутності або, крім того, добре відому практику інтенсивного підживлення. Це доповнюється все більшим використанням мікробних препаратів, що підвищують урожай, особливо коли потрібно пришвидшити розкладання стовбурових залишків з високим вмістом целюлози, які важко розщеплювати. Постійне розкладання та перетворення органічної речовини за участю ґрунтових організмів забезпечує в екосистемах наявність у ґрунті макро-, мезо- та мікроелементів, виявлених та засвоєних рослиною. Тим часом покращується виживання мікробів, що в кінцевому рахунку збільшує викиди ПГ.

За літературними даними a дихання ґрунтів викидає в повітря в 10 разів більше вуглецю (С), ніж у результаті спалення викопного палива (згідно Post et al. 1990). У сільськогосподарській практиці тваринництво також несе відповідальність за зміну клімату. Видано жуйними метанові гази крім того, вони мають численні ефекти, в чотири рази шкідливіші з точки зору викидів парникових газів, ніж вуглекислий газ. Використання добрив звільняється діоксид азоту також ще більше збільшити потепління.

Однак ґрунтові ґрунти найбільші поглиначі вуглецю також, за оцінками, вони містять 1500 трильйонів тонн вугілля. Ця кількість у 2-3 рази перевищує вміст вуглецю в надземній рослинній рослинності (Schlesinger 1990). Це вугілля потрібно не тільки зберегти, але й збагатити в ґрунтах. Однак через викиди парникових газів у повітря зростаючи на 4,3 трлн тонн на рік кількість вуглецю, що виділяється у вигляді газу. Але якщо кількість вуглецю з ґрунту лише Ми могли б зменшити його на 0,4% на рік, тоді цей підйом атмосфери можна було б зупинити. Факт і можливість були оприлюднені ініціативою Франції (www.4p1000.org) та приєднався до руху у всьому світі.

Але давайте подивимось, які доступні варіанти та які поради можна дати для зменшення викидів парникових газів (ПГ) та збереження вуглецю в ґрунті, зберігаючи при цьому родючість та функції ґрунту.?

Поверхня землі ніколи не повинна бути оголеною і якомога менше порушуватися

Земля повинна бути вкрита. Тоді критичне може бути збережене вміст води Використовується скошена мульча, яка не живе в ґрунті, особливо під час літньої посухи або живе лише в корені. Перевага коренів покривних рослин полягає в тому, що вони є вони розпушують грунт на різній глибині. Джерела рослинного вуглецю та азоту, що виділяються в ризосфері коренів, забезпечують поживні речовини організмами в кореневій області. Мульча, що покриває грунт, також має ряд вторинних ефектів. Покращує a управління теплом ґрунту, що є перевагою для критичних коливань температури навесні. Поліпшується маса і склад ґрунтових організмів, і “ґрунтова харчова павутина” стає повноцінною. Буде створена стійка система з хорошим запасом поживних речовин, де бактерії, які потребують органічних речовин, додаткові організми на їх основі та рослини, які потребують неорганічних речовин, також знайдуть умови життя. Загартуючи, ґрунтовий покрив також полегшує суворі кліматичні крайнощі.

Без порушення ґрунтові організми не використовують або не використовують менше ґрунтових органічних речовин, вуглець не використовується “без потреби” або часто “марно” для виробництва рослинництва в атмосферу. Поживні речовини не будуть вимиватися або менше, втрат не буде. Доступ рослин до поживних речовин у певний час точніше відповідає потребам рослини. Замість марнотратного «землеробства» та виснаження поживних речовин у ґрунті можна досягти економного росту та розвитку рослин, тканини рослин не розпушуватимуться, а урожай стане більш масивним та стійким до атаки патогенів. Все пов’язане з усім. При цьому, по суті буде потрібно менше пестицидів порівняно із звичайними програмами. У ґрунтах кращої якості деградація менших кількостей агрохімікатів також відбувається швидше та повніше.

Вам потрібно якомога більше різновидів покривних рослин, просапних рослин і країв трави

Перевага широкого спектру рослин полягає в тому, що в кореневій системі пропонується багато різноманітних поживних речовин, що, в свою чергу, впливає на різноманітність живих істот. Ця різноманітність, тобто "Біорізноманіття" визнання його важливості сьогодні також є ключовим. Найрізноманітніші живі істоти будуть займатися різноманітними життєвими діями. Це збільшує функціональність підпілля, "Функціональні групи" номер. Вони потрібні для кращого пристосування до екологічних викликів. Кількість різних функцій наведено в таблиці як функція ґрунтового покриву та рослинної рослинності.

Дослідження біорізноманіття виявило (але ми можемо також знати з власного життя), що все живе має, може мати, улюблені поживні речовини. Вже в мікробіології ми спостерігали, які групи мікроорганізмів можна розмножувати, тобто культивувати (і, таким чином, враховувати в ґрунті), за допомогою яких приманок (селективні поживні речовини). Бактерії азоспірилуму, напр. яблучна кислота та маніт для бактерій Rhizobium, але гриби однаково добре ростуть на простих цукрах. Ємність рослин неоднорідна щодо того, які джерела вуглецю та азоту (цукри, амінокислоти) вони можуть запропонувати. Кукурудза в основному виділяє щавлеву кислоту та солод та виробляє фермент фосфатазу, щоб отримати доступ до важкодоступного фосфору. Пшениця виділяє глюкозний цукор, амінокислоту лейцин, і головним чином відрізняється виробленням ферменту протеази (розщеплення білка). Отже, очевидно, що якщо на даному ґрунті є кілька рослин, мережа ґрунтового життя та живих організмів (флора та фауна) також буде більш різноманітною та різноманітною. Тому оптимальний покривний склад рослин рекомендується складати щонайменше з 7 видів рослин. Більше різноманітності рослин, більш здоровий ґрунт, різноманітна біота ґрунту та здорова їжа.

Розробка більш різноманітної послідовності культур та системи сівозміни

Коренева система рослин діє вибірково про біологічні властивості ґрунтів. Чим різноманітніший рослинний покрив, тим більше і більше різноманітних організмів бере участь у житті ґрунту. У монокультурній практиці монокультур патогени, що переносяться грунтом, можуть розмножуватися, тому під час вирощування потрібно більше пестицидів та агрохімікатів, що ще більше погіршує природну стійкість, біологічний склад та функції ґрунту. У сучасній сільськогосподарській практиці більшість із них вирощування пшениці-кукурудзи-соняшнику та ріпаку реалізується. З інтродукцією рослин метеликів природний вміст азоту в ґрунті збільшується, що може мати позитивний наслідк навіть на 3-й рік після їх вирощування. Виведені з ґрунту хвороботворні мікроорганізми, які розмножуються в поживних речовинах одного виду рослин, більше не можуть розмножуватися природним шляхом у наступній рослині, якщо вони не забезпечують поживними речовинами. Таким чином, сівозміна робить рівномірним використання поживних речовин ґрунту, а екологічний контроль потенційних патогенів покращує стан ґрунту та, побічно, якість (без хімічних речовин) наших поживних речовин для людини.

Покриття симбіонтних мікроорганізмів, придатних для живлення рослин та індукції добрив

Ми називаємо це симбіозом a рослина і ряд корисних мікроорганізмів співпраця між ними, яка оптимально виграє обом партнерам-учасникам. Симбіонти здатні біологічно подавати азот до своїх рослин-господарів і робити розчинний фосфор розчинним і, таким чином, розсмоктувальним. Що це, як не заміна та заміна добрив, які зараз виробляються дорогим способом, і застосування природних та екологічних законів? Мало хто вважає, що не тільки бактерії різобію, які співпрацюють з метеликами, здатні зв’язувати азот, але однодольні рослини також мають такого партнера-симбіонта, що постачає азот. Плантації бразильського цукрового очерету можна вирощувати без азотних добрив за допомогою цих так званих бактерій, що фіксують азот. Якщо в кореневій системі пшениці, кукурудзи, жита присутні однодольні рослини, корінь буде щільнішим і хоробрішим, тому він може поглинати більше води та поживних речовин опосередковано. Не випадково ці так звані асоціативні симбіонтні азотфіксуючі бактерії використовуються як один із найпоширеніших компонентів мікробних вакцин, класифікованих як підсилювачі врожаю в Угорщині.

У процесі інтенсивної сільськогосподарської практики ми можемо очікувати загибелі або зникнення мікроорганізмів-симбіонтів. Якщо рослина постачається штучними поживними речовинами зовні, воно не зацікавлене у використанні взаємної вигоди та створенні енергоємного симбіозу. У попередніх дослідженнях "вільний" біологічний запас азоту був усунутий у зв'язку з строкатою короновою пилкою, Rhizobium loti, вже при дозі 90 кг/га азотних добрив. Рослина достатньо метаболізується. Якщо хтось дає йому все, він «забуває» власні рішення. Але чи справді ми цього хочемо? Різні послуги, що надаються мікроорганізмами в постачанні рослинних поживних речовин, показані на малюнку.

Поліпшення кількості та активності симбіонтів у ґрунті можливо, якщо первинний ріст рослини-господаря в першу чергу підтримується для зміцнення взаємозв’язків симбіонтів. Для цього потрібна лише невелика кількість (так званого стартерного) (штучного) гною, а в екосистемах невелика кількість органічних поживних речовин у ґрунті. Це посилить здатність рослини утворювати енергоємний симбіоз. Після цього, навіть маючи невелику кількість поживних речовин, які можуть бути засвоєні, він отримує біологічну допомогу паралельно зі своїм ростом і вищими потребами в поживних речовинах.

Корисність агролісомеліоративних методів

Однією з усталених практик роботи агроекосистем є агролісомеліорація. При цьому традиційно оброблені площі відокремлюються рядами дерев, користь від яких дуже різноманітна:

  1. опадаюче листя дерев забезпечує органічні речовини та сприяє більш повному розвитку ґрунтової біологічної системи життя в ґрунті.
  2. Світло, яке використовується деревами (рідкий вуглець), живиться кореневою системою (істоти, що живуть у ризосфері), покращує біорізноманіття та функції грунту.
  3. Коріння дерев проникають глибоко, звідки вони також приносять поживні речовини до вирощуваних рослин і здатні переносити їх із біологічною активністю ґрунту.
  4. Дерева також забезпечують тінь, захищаючи таким чином від інтенсивного сонячного світла, загартовуючи кліматичні крайнощі.
  5. Дерева також захищають від сильного вітру, тому ґрунтовий покрив не руйнується і не розмивається до такої міри.
  6. У захисті клімату дерева мають першорядне значення, оскільки при фотосинтезі використовується більша частина вуглекислого газу, відповідального за парниковий ефект, і одночасно виділяється в атмосферу життєтворний (багатий озоном) кисень.

Покращення «рекультивації» фізико-хімічних властивостей ґрунтів із поганою родючістю

Зміна способу вирощування

Якщо якість ґрунту настільки погіршується, що важко вирощувати сільськогосподарські культури, або якщо певні забруднення можуть загрожувати виробництву їжі, можна знайти рішення щодо зменшення клімату. Для цих деградованих та/або забруднених ґрунтів, де дозволені межі досягають рівня втручання "С", інші економічні цілі також може бути розглянутий. Такий випадок з плантації, створені для енергетичних цілей або встановлення рослинності, придатної для виробництва промислових волокнистих матеріалів. Таким чином, непродовольче використання, інше землекористування може бути здійснено. Наприклад, сільськогосподарські культури «енергетична трава оленя» (Agropyron elongatum) можна висаджувати на піщаних ґрунтах, забруднених важкими металами, та погано удобрених шляхом посіву на стійкі до металів мікоризні гриби. Енергетична трава також росте на ґрунтах з дуже низькою родючістю і має швидку здатність виробляти біомасу завдяки своїм глибоким корінням (Czakó-Vér and Biró, 2008). З подібних причин заліснення також пропонує рішення, охоплення домашніх лісів перевищить заплановані 20% з міркувань захисту клімату.

Біовугіль як розчин для прямого зберігання вуглецю

Про кліматичні зміни збільшити здатність ґрунту зберігати вуглець ми прагнемо. Інша мета - прописати так звану "циркулярну економіку". Якщо матеріали, що стають зайвими під час сільськогосподарського вирощування або раніше вважалися відходами, нагріваються в промислових умовах герметично (при середній температурі 500-600 o C, «біовуглецю», стійкому до деградації протягом тривалого часу). біовугіль зберігає вугілля протягом десятиліть, її розкладання розпочалося найраніше через 30 років, але через 80 років воно могло посилитися лише на майданчиках угорських «печей Бокса», тому в повітря не потрапляли гази ПГ (Kocsis та ін., 2018). Крім того, біовугіль може поліпшити якість ґрунтів, може допомогти виживанню мікробів, а поєднуючи корисні мікроби, він також робить позитивний внесок у живлення рослин. Для цього необхідна достатня кількість води, але в той же час вимивання нітратів у нашу питну воду зменшується або зменшується. З іншого боку, його використанню можуть перешкоджати забруднення (вуглеводні), що потрапляють у біовугіль під час виробництва, що потрібно враховувати через їх токсичність.

Короткий зміст:

Викиди парникових газів (ПГ) можна зменшити за рахунок залучення ґрунтів. Родючість, що очікується від ґрунтів та додаткових екосистемних послуг, не повинна погіршуватися, дотримуючись технологій зменшення викидів парникових газів. Однак варто звертати більше уваги на екологічні закономірності при поліпшенні родючості ґрунтів. Плани скорочення ПГ також потрібно адаптувати до потенціалу землекористування та контролювати граничні значення забруднюючих речовин для досягнення нових цілей місії ЄС "Горизонт 2020" (Здорові ґрунти, здорове наземне життя та здорові люди).