Где находятся гигантские «эрозионные машины», уничтожающие плодородный слой почвы
Эксперты по почве из Нидерландского института экологии, где ученые проводят исследования сельскохозяйственных культур на протяжении десятилетий, заявляют, что деятельность человека повергла земли в настоящий хаос.
Химикаты, промышленное сельское хозяйство, разрастание городов и эрозия истощают почву – один из самых надежных природных ресурсов в мире. Это проблема, которую некоторые почвоведы сравнивают с изменением климата: неумолимый, потенциально катастрофический процесс, если оставить его без внимания.
Экспорт эрозии – не фантастика, а реальность
По оценкам Европейской комиссии, Европа теряет 9 миллионов метрических тонн почвы в год, что эквивалентно 275 футбольным полям в день. Восстановление всего одного кубического сантиметра верхнего слоя почвы может занять столетия.
«Потери плодородной почвы по всему миру действительно велики», - говорит Келли Рамирес, микробиолог почвы из лаборатории Университета Вагенингена.
Неправильное или чрезмерное использование почвы уплотняют землю, вызывает эрозию и подвергает смертельному стрессу жизненно важную подземную экосистему бактерий, грибов, дождевых червей и нематод.
«Почва с водой, вероятно, является самым ценным товаром, который у нас есть», - сказал Арвин Джонс из Объединенного исследовательского центра Европейского сообщества (JRC).
Согласно недавнему исследованию JRC, треть итальянских сельхозугодий страдает от сильной эрозии, последствия которой обходятся фермерам в 619 миллионов евро в год.
Ученые полагают, что только урожай винограда, получаемого в Просекко (обширная винодельческая зона, расположенная в северо-восточной части Италии) служит причиной появления как минимум 400 000 метрических тонн эрозии почвы каждый год.
«Средиземноморье находится в особенно отчаянном положении», - сказал Ариэль Бруннер, старший руководитель по политике ЕС в BirdLife Europe, неправительственной организации, занимающейся вопросами биоразнообразия. Он назвал итальянские сельскохозяйственные регионы «гигантской эрозионной машиной», упомянув Испанию и Грецию другими горячими точками.
Впрочем, страдает не только Средиземноморье. «Почти все почвы в Европе систематически теряют свою органическую часть», - сказал Бруннер. От торфяников и суглинков на севере до плодородных черноземов, простирающихся от Дуная до российской степи, угрозы, с которыми сталкиваются почвы, различны по всему континенту.
Многие промышленные фермы, работающие в головокружительных темпах производства, предпочитают убирать остатки овощных стеблей и другую столь необходимую мульчу после сбора урожая, а не оставлять их для повторного удобрения почвы. А отсутствие соответствующего севооборота может привести к разрушению почвы патогенными микроорганизмами. По словам Рамирес, по мере того как подземная экосистема умирает, почвы ослабевают, становясь уязвимыми для эрозии при проливных дождях и сильных ветрах.
Источник проблем трудно отследить, но процессы всегда взаимосвязаны.
Например, на севере Европы развитое животноводство в таких странах, как Нидерланды и Германия, в значительной степени зависит от кормов на основе сои, импортируемых из Северной и Южной Америки, тем самым «экспортируя» свое опосредованное воздействие на эрозию почв в этих странах.
То же самое происходит между европейскими странами. «Если вы сидите в Брюсселе и едите перцы, выращенные в Испании, вы потребляете почвенные ресурсы Испании», - сказал Джонс из JRC.
Дождевые черви как показатель качества почвы
Способность современного сельского хозяйства извлекать достойные урожаи из плохих почв замаскировала другие основные нагрузки на почву.
Тракторы и зерноуборочные комбайны, как было показано, уплотняют почву, по которой они проезжают, что затрудняет влаго-воздушный обмен. По некоторым оценкам, уплотнение затрагивает около 20 процентов европейских сельхозугодий.
Глава Департамента экологии земли из Нидерландского института экологии (NIOO-KNAW) Вим ван дер Путтен сказал, что почти во всех случаях почва становится менее живой в условиях фермы.
Исследование популяций дождевых червей, опубликованное в феврале, выявило резкое сокращение на британских сельхозугодьях, показав, что около 21 процента исследуемых площадей не имеют червей, живущих у поверхности почвы, в то время как 16 процентов не имеют и червей, которые ведут жизнедеятельность в более глубоких слоях.
«Результаты указывают на широко распространенное историческое чрезмерное культивирование», - говорится в отчете Хартфордширского института, который проводил исследование. Далее говорилось, что меньшее количество червей будет означать меньшее количество птиц, что является эффектом поражения и популяций пернатых.
«Вот что вы получите, если активизируете использование земли: пирамидальная пищевая цепочка нарушится», - сказал ван дер Путтен.
Надо упомянуть, что роль полезных почвенных бактерий нельзя недооценивать и она выходит за рамки производства продуктов питания.
Большинство наших современных антибиотиков, такие как стрептомицин или тетрациклин, были получены из почвенных бактерий. Таким образом, почва является резервуаром потенциальных антибиотиков, поскольку постоянная конкуренция между обширными, взаимосвязанными системами бактерий и грибов в почве производит новые химические соединения.
Наконец, деградация почвы также играет роль в изменении климата. Торфяник, в частности, содержит запасы углерода. Его нарушение выделяет парниковые газы в атмосферу. Вопрос о том, сколько углерода выделяется и каковы более широкие связи между здоровьем почвы и воздействием на окружающую среду, изучается.
Разделяй и уплотняй
Термин «уплотнение» можно применять и к урбанизации. Домостроение и дорожное строительство захватывают около 500 квадратных километров земли ежегодно, по данным Научного консультативного совета Европейских академий, независимой консультативной группы ЕС.
Исследование, проведенное в 2014 году, показало, что в 21 стране ЕС городские районы поглотили около 750 000 гектаров сельхозугодий в период с 1990 по 2000 год и около 436 000 в период с 2000 по 2006 год.
«Большинство людей не кричат «спасайте нашу почву», потому что на замечают этого. Если воздух плохой, ты кашляешь. Если вода плохая, ты заболеешь. В случае с почвой этот принцип не работает», - говорит Джонс.
Лоббирование со стороны правительств Великобритании, Франции и Германии заблокировало усилия по внедрению европейской политики защиты почв в 2007 году, сославшись на затраты и потенциальное воздействие на сектор жилищного строительства.
По словам ван дер Путтена, такие элементы политики агрополитики, как выдача денежных премий за использование буферных полос вдоль полей, принесли пользу почве.
Но хотя улучшение управления почвами было главной целью реформ сельскохозяйственной политики, проведенных Комиссией ЕС в прошлом году, этот вопрос оставался незначительным в дебатах в Брюсселе и национальных столицах.
Главными защитниками почвы остаются фермеры
Изменения, когда они происходят, осуществляются на местном уровне, где фермеры все больше осознают необходимость заботиться о своих полях, чтобы их производство оставалось рентабельным в будущем.
Однако, в то время как некоторые фермеры обращаются к щадящим методам культивирования или органическим, подавляющее большинство продуктов питания в Европе производится на промышленных предприятиях, что исторически является одной из основных причин деградации почвы.
Таким образом, пока вся надежда на фермеров. Благо, что растет число инноваций, которые помогают избежать чрезмерного использования удобрений или пестицидов. Один британский стартап даже разрабатывает небольших фермерских роботов как альтернативу громоздким сельскохозяйственным машинам, играющим большую роль в уплотнении почвы.
«Мы как бы сталкиваемся с новым рассветом земледелия», - сказала Дженнифер Дунгаит, которая в прошлом году оставила научную карьеру, чтобы создать консалтинговую компанию по вопросам почв, которая консультирует фермерские предприятия о том, как высаживать покровные культуры или уменьшить обработку почвы.
«Фермеры принимают эти новые идеи в зависимости от потребностей. По сути, их бизнес потерпит неудачу, если они не приспособятся к тому, как меняется мир», - сказала она.
Новые старые сорта
Ван дер Путтен говорит, что есть еще одна проблема – сорта и почвы, которая возникла, в принципе, 10 000 лет назад. Ранние люди выбирали виды культур, которые было легко выращивать, но они не являлись обязательно оптимальными для здоровья почвы.
«Эти посевы являются быстрорастущими растениями. В природе они быстро растут, производят семена, а потом умирают. Многие обычные растения утратили естественную устойчивость к болезням, передаваемым через почву, из-за вмешательств человека, таких как селекция для повышения урожайности.
Решение в том, чтобы найти старые варианты основных культур, которые сегодня могут снова заработать. Исследователи могут найти диких сородичей сельскохозяйственных культур для скрещивания и создания сортов, которые лучше сохраняют питательные вещества или лучше противостоят болезням, тем самым уменьшая нагрузку на напряженные почвы за счет меньшей обработки и применения агрохимии.
Большой вопрос в том, как мы можем перестроить современные типы агропочв в более естественные, но при этом собирать много урожая. Это действительно святой грааль нашего исследования», - сказал ван дер Путтен.
Он отметил, что полевые испытания регенерации почвы могут занять от 10 до 40 лет. Вот сколько времени требуется, чтобы изменить сообщества почвенных бактерий и грибов. «Это слишком длинный процесс», - отметил ученый.
Торговля проектируемой почвой – выгодный бизнес в будущем
Возможно, наиболее многообещающей областью исследований является «проектирование почвы».
Идея состоит в том, чтобы высаживать на участок почвы только правильный тип культур, пока его микробиом - сообщество местных микробов - не активизируется. Эту почву можно затем выкопать и засыпать на другой проблемный участок.
Метод был протестирован некоторым фермерами.
После сбора урожая они через трубы, проложенные под землей, обрабатывают почву паром, стерилизуя ее от вредных патогенных микроорганизмов, а затем снова разбрасывают поверх здоровую почву. Это кратко увеличило урожайность.
