Управление почвой - Soil management

Управление почвой это применение операций, практик и методов лечения для защиты почва и повысить его производительность (например, плодородие почвы или же механика грунта ). Это включает в себя сохранение почвы, улучшение почвы, и оптимальный здоровье почвы. В сельское хозяйство необходимо некоторое количество обработки почвы как в неорганических, так и в органический типы для предотвращения земли сельскохозяйственного назначения от снижения продуктивности в течение десятилетий. Органическое сельское хозяйство, в частности, делает упор на оптимальное управление почвами, потому что оно использует здоровье почвы как исключительный или почти исключительный источник ее оплодотворение и борьба с вредителями.

Воздействие на окружающую среду

Согласно EPA, методы управления сельскохозяйственными почвами могут привести к производству и выбросу оксид азота (N2O), мажор парниковый газ и загрязнитель воздуха. Действия, которые могут способствовать N2Выбросы O включают удобрение использование, орошение и обработка почвы. На управление почвами приходится более половины выбросов от сельскохозяйственного сектора. На долю крупного рогатого скота приходится треть выбросов за счет выбросы метана. Выбросы также производятся при хранении навоза и выращивании риса.[1] С помощью biochar может уменьшиться N2Выбросы O из почв в среднем на 54%.[2]использование искусственных удобрений в сельскохозяйственных угодьях приводит к нарушению баланса питания в почве.

Почвы могут секвестрировать углекислый газ (CO2) из атмосферы, прежде всего за счет хранения углерода в виде органический углерод почвы (SOC) в процессе фотосинтез. CO2 также может храниться в виде неорганического углерода, но это менее распространено. Превращение естественных земель в сельскохозяйственные земли приводит к выбросу углерода обратно в атмосферу. Количество углерода, которое может улавливать почва, зависит от климата, а также от текущего и исторического землепользования и управления.[3] Пахотные земли могут поглощать 0,5-1,2 Пг C / год, а пастбища и пастбища могут поглощать 0,3-0,7 Пг C / год.[4] Сельскохозяйственные методы, которые связывают углерод, могут помочь смягчить последствия изменения климата.[5] Интенсивное земледелие ухудшает функциональность почв.

Методы, значительно улучшающие связывание углерода в почву включают беспахотное земледелие, остаток мульчирование, обрезка обложки, и севооборот, все из которых более широко используются в органическое земледелие чем в обычном сельском хозяйстве.[6][7] Поскольку в настоящее время только 5% сельскохозяйственных угодий США используют нулевую обработку почвы и мульчирование на пожнивных остатках, существует большой потенциал для связывания углерода.[8] Подобные методы, такие как преобразование пахотных земель в пастбища, пожнивные остатки и покровные культуры, были предложены в Европе.[9]

Практики

Традиционное сельское хозяйство стимулируется индустриализацией и направлено на максимальное повышение эффективности. Практика включает крупномасштабное сельское хозяйство, которое специализируется на монокультуре и использует пестициды, гербициды и удобрения.[5][10] Альтернативы включают природоохранное, регенеративное и органическое сельское хозяйство, которое в широком смысле можно сгруппировать как устойчивое сельское хозяйство. Ресурсосберегающее сельское хозяйство использует три основных метода: минимизация нарушения почвы, поддержание постоянного покрытия почвы и диверсификация видов сельскохозяйственных культур.[11] Аналогичным образом, методы регенеративного земледелия используют минимальную или нулевую обработку почвы, покровные культуры, севооборот, компост и выпас.[12] Органическое сельское хозяйство включает в себя большинство этих методов и делает упор на биологическом, а не синтетическом управлении.[13] Существуют три основных метода, которые улучшают связывание углерода в почвах: увеличение поступления биомассы, уменьшение потерь SOC и увеличение среднего времени пребывания (MRT) SOC.[4]

Покровное растениеводство и мульчирование используются как методы управления почвой на Палау

Особые методы обработки почвы, влияющие на здоровье почвы включают:[14]

  • Контроль движения на поверхности почвы помогает уменьшить уплотнение почвы, что может уменьшить аэрация и инфильтрация воды.
  • Посадка покровные культуры которые удерживают почву на якоре и покрывают ее в межсезонье, чтобы почва не размытый ветром и дождем.
  • Севообороты[15] за пропашные культуры чередуйте культуры с высоким содержанием пожнивных остатков с культурами с меньшими пожнивными остатками, чтобы увеличить количество растительного материала, остающегося на поверхности почвы в течение года, чтобы защитить почву от эрозии.
  • Управление питательными веществами может помочь улучшить плодородие почвы и количество органическая материя контент, который улучшает структура почвы и функция.
  • Обработка почвы, или обработка почвы, это разрушение почвы, например, с пахать или борона, чтобы подготовить почву для новых семян. Системы обработки почвы различаются по интенсивности и степени беспокойства. Обычная обработка почвы является наиболее интенсивной системой обработки почвы и нарушает самый глубокий уровень почвы. При консервативной обработке почвы на поверхности почвы остается не менее 30% растительных остатков.[16][17] Операции по уменьшенной обработке почвы или нулевой обработке почвы ограничивают степень нарушения почвы при выращивании новой культуры и помогают удерживать растительные остатки на поверхности почвы для защиты от эрозии и удержания воды.
  • Добавление органического вещества к поверхности почвы может увеличить содержание углерода в почве, а также увеличить количество и разнообразие микробных организмов в почве.[18][19]
  • Использование удобрений увеличивает содержание в почве таких питательных веществ, как азот, фосфор, сера и калий. Использование удобрений влияет pH почвы и часто подкисляет почвы, за исключением калийных удобрений.[20] Удобрения могут быть органическими или синтетическими.

Рекомендации

  1. ^ «Сельское хозяйство: источники выбросов парниковых газов». EPA. 2015 г.
  2. ^ Каюэла, М.Л., ван Цвитен, Л., Сингх, Б.П., Джеффри, С., Ройг, А., и Санчес-Монедеро, М.А. (15 июня 2014 г.). «Роль Biochar в уменьшении выбросов закиси азота в почве: обзор и метаанализ». Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда. 191: 5–16. Дои:10.1016 / j.agee.2013.10.009.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  3. ^ "Хранение углерода в почве | Изучение науки в Scitable". www.nature.com. Получено 2019-04-12.
  4. ^ а б Лал, Ротанг (2018-03-25). «Копаем глубже: целостный взгляд на факторы, влияющие на связывание почвенного органического углерода в агроэкосистемах». Биология глобальных изменений. 24 (8): 3285–3301. Bibcode:2018GCBio..24.3285L. Дои:10.1111 / gcb.14054. ISSN  1354-1013. PMID  29341449.
  5. ^ а б Шеннан, Кэрол; Крупник, Тимоти Дж .; Бэрд, Грэм; Коэн, Хамуталь; Форбуш, Келси; Ловелл, Робин Дж .; Олимпи, Элисса М. (17.10.2017). «Органическое и традиционное сельское хозяйство: полезные рамки?». Ежегодный обзор окружающей среды и ресурсов. 42 (1): 317–346. Дои:10.1146 / annurev-environment-110615-085750. ISSN  1543-5938.
  6. ^ Сьюзан С. Лэнг (13 июля 2005 г.). «Органическое земледелие дает такой же урожай кукурузы и сои, как и традиционные фермы, но потребляет меньше энергии и не использует пестицидов, - показывают исследования». Получено 8 июля 2008.
  7. ^ Пиментел, Давид; Хепперли, Пол; Хэнсон, Джеймс; Доудс, Дэвид; Зайдель, Рита (2005). «Экологические, энергетические и экономические сравнения систем органического и традиционного земледелия». Бионаука. 55 (7): 573–82. Дои:10.1641 / 0006-3568 (2005) 055 [0573: EEAECO] 2.0.CO; 2.
  8. ^ Лал, ротанг; Гриффин, Майкл; Апт, Джей; Лэйв, Лестер; Морган, М. Грейнджер (2004). «Экология: управление почвенным углеродом». Наука. 304 (5669): 393. Дои:10.1126 / science.1093079. PMID  15087532.
  9. ^ Лугато, Эмануэле; Бампа, Франческа; Панагос, Панос; Монтанарелла, Лука; Джонс, Арвин (2014-11-01). «Потенциальное связывание углерода пахотными почвами Европы оценивается путем моделирования комплексного набора методов управления». Биология глобальных изменений. 20 (11): 3557–3567. Bibcode:2014GCBio..20.3557L. Дои:10.1111 / gcb.12551. ISSN  1365-2486. PMID  24789378.
  10. ^ Драйвер, Келли; Здоровье, Школа общественности JH Bloomberg. «Индустриализация сельского хозяйства». Школа общественного здравоохранения Bloomberg Джонса Хопкинса. Получено 2019-04-12.
  11. ^ «Ресурсосберегающее сельское хозяйство | Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций». www.fao.org. Получено 2019-04-12.
  12. ^ «Что такое регенеративное сельское хозяйство?» (PDF). 16 февраля 2017 г.
  13. ^ «Что такое органическое земледелие?». www.sare.org. Получено 2019-04-12.
  14. ^ «Качество почвы: менеджмент: методы управления почвенными ресурсами». почваquality.org. Получено 2019-04-12.
  15. ^ «Кормовые и продовольственные культуры». Расширение штата Пенсильвания. Получено 2019-04-12.
  16. ^ «Системы обработки почвы». www.sare.org. Получено 2019-04-12.
  17. ^ «USDA ERS - Обработка почвы и севооборот». www.ers.usda.gov. Получено 2019-04-12.
  18. ^ Бреннан, Эрик Б .; Акоста-Мартинес, Вероника (июнь 2017 г.). «Частота посевов на покровных культурах является основной движущей силой микробных изменений почвы в течение шести лет выращивания органических овощей». Биология и биохимия почвы. 109: 188–204. Дои:10.1016 / j.soilbio.2017.01.014. ISSN  0038-0717.
  19. ^ Балдантони, Даниэла; Беллино, Алессандро; Морра, Луиджи; Альфани, Анна (17.05.2015). «Поправка к компосту улучшает естественное восстановление средиземноморской деградированной сельскохозяйственной почвы». Управление окружением. 56 (4): 946–956. Bibcode:2015EnMan..56..946B. Дои:10.1007 / s00267-015-0539-4. ISSN  0364-152X. PMID  25982619.
  20. ^ "Удобрения и кислотность почвы | Питание мозаичных культур | Питание мозаичных культур". www.cropnutrition.com. Получено 2019-04-12.

внешняя ссылка