Jei paimtume šaukštą dirvožemio, jame būtų daugiau organizmų nei žmonių planetoje – paslėpta visata, kurios žinome tik nedidelę dalį ir nuo kurios priklauso mūsų maistas bei klimatas. Toje mažytėje saujelėje sugyvena bakterijos, grybeliai, protistai, nematodai, sliekai ir daugybė kitų organizmų, kurių Ši veikla palaiko ekosistemas gyvas ir tai palaiko žemės ūkį. Dirvožemio biologinė įvairovė nėra mokslinis retenybė: tai tylus derlingumo, vandens prasiskverbimo į dirvožemį ir augalų sveikatos variklis.
Tačiau šiam lobiui gresia pavojus. Klimato kaita ir tam tikra žmonių praktika – intensyvus žemės dirbimas, monokultūros, per didelis trąšų ir pesticidų naudojimas, dirvožemio tankinimas mašinomis ir miestų sandarinimas – nerimą keliančiu greičiu mažina dirvožemio biologinę įvairovę. Tokie šaltiniai kaip FAO ir IPBES perspėja apie išnykimo greitis nuo 100 iki 1.000 kartų didesnis grįžta į natūralią būseną ir kad dirvožemis nyksta 13–18 kartų greičiau nei susidaro. Tuo pačiu metu Europa skatina strategijas, skirtas šiai degradacijai stabdyti, sąnaudoms mažinti ir dirvožemio vertei pripažinti: sudėtinga ir gyva sistemao ne tik substratas, kuriame gali įsitvirtinti šaknys.
Ką turime omenyje sakydami dirvožemio biologinę įvairovę?
Dirvožemio biologinė įvairovė – tai po mūsų kojomis gyvenančių organizmų įvairovė ir jų sąveika, įskaitant rūšis, genetinę ir funkcinę įvairovę, taip pat jų užimamas ekologines nišas. Ji apima viską – nuo mikrobų ir mikrofaunos (mažesnės nei 100 mikronų) iki mezofaunos (nuo 100 mikronų iki 2 mm) ir makrofaunos (didesnės nei 2 mm), o grupės tokios įvairios kaip bakterijos, grybai, pirmuonys, erkės, poduros, verpetės, lėtaūsiai, nematodai, vabzdžių lervos ir sliekai; net augalų šaknys laikomos sistemos dalimi dėl jų simbiotinių ryšių. Apskaičiuota, kad dirvožemyje gyvena maždaug ketvirtadalis Žemės biologinės įvairovėsir apskritai nuo ketvirtadalio iki trečdalio visų gyvų organizmų planetoje.
Realybė tokia, kad mes identifikavome tik mažą dalį to požeminio gyvenimo: žinoma apie 80 % augalų, bet vos apie 10 % rūšių. 1% mikroorganizmų dirvožemio. Dėl šios žinių spragos sunku įvertinti jo vertę ir, svarbiausia, suprasti, kaip organizuoti šiuos gyvius jungiantys tinklai – tinklai, kurie yra būtini tinkamam ekosistemos funkcionavimui. Šis sudėtingas biologinis tinklas nėra statinis, bet labai dinamiškas ir daugiafunkcis.
Ekosistemų funkcijos ir paslaugos: kodėl mums rūpi
Dirvožemio bendrija atlieka esminius procesus: skaido organines medžiagas, perdirba maistines medžiagas (azotą, fosforą, kalį, sierą, kalcį, magnį ir mikroelementus), reguliuoja dirvožemio struktūrą, gerina poringumą ir vandens sulaikymą bei mažina eroziją. Per simbiotinius ir asimbiotinius ryšius su šaknimis ji padeda augalui maitintis ir gintis, bendrai veikdama kaip... natūralus barjeras nuo kenkėjų ir patogenųBe to, dirvožemis yra reikšmingas anglies rezervuaras, galintis jį kaupti ir todėl moduliuoti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą.
FAO pateikti duomenys yra įtikinami: dirvožemis tiesiogiai arba netiesiogiai prisideda prie 95 % maisto kad mes suvartojame ir perdirbame apie 90 % organinių medžiagų. Kitaip tariant, be dirvožemio biotos mūsų aprūpinimo maistu saugumo ir žemės ūkio produktyvumo pagrindas būtų labai pažeistas. Neatsitiktinai, kai dirvožemis sveikas, sveiki ir augalai bei juos supanti vertės grandinė – nuo stabilus derlius ir kokybė dar mažiau reikmenų reikia.
Yra galingų vaizdų, kurie padeda įtvirtinti šią mintį: kiekvienoje saujoje dirvožemio gali būti daugiau gyvų organizmų nei žvaigždžių mūsų galaktikoje. Kai kurie yra ekosistemų inžinieriai, pavyzdžiui, sliekai, kurie Jie iškasa galerijas, kurios palengvina infiltraciją ir aeracija, arba mikoriziniai grybai, kurie praplečia šaknų pasiekiamumą ir pagerina maistinių medžiagų bei vandens įsisavinimą.
Įspėjamieji ženklai: praradimas ir grėsmės
Per pastarąjį šimtmetį, ypač nuo XX a. šeštojo dešimtmečio, buvo pasiektas reikšmingas produktyvumo padidėjimas, tačiau dažnai neatsižvelgiant į ekologines sąnaudas. Intensyvinimas, pagrįstas giliu žemės dirbimu, monokultūra ir sintetinėmis cheminėmis medžiagomis, veikia kaip bumerangas: jis gali laikinai padidinti derlių, tačiau ardo dirvožemį, mažina jo biologinę įvairovę ir galiausiai daro įtaką pelningumui. Intensyviai tvarkomose žemėse užfiksuota: dirvožemio biologinės įvairovės sumažėjimas 50–60 %, su trapesniais ir mažiau atspariais dirvožemiais.
Erozija, įdruskėjimas, žemės tankinimas mašinomis, organinių medžiagų praradimas šalinant pasėlių atliekas, cheminis disbalansas dėl pertręšimo, liekanų deginimas, nepakankamas drėkinimas, įskaitant druskingos dirvos įdruskėjimą ir nuotekų naudojimą, ir biologinės invazijos Tai veiksniai, ardantys dirvožemio sveikatą. Prie to prisideda ir žemės (kelių, pastatų, automobilių stovėjimo aikštelių) sandarinimas, kuris neleidžia patekti vandeniui ir orui bei naikina požeminę biotą.
Problema neapsiriboja vien žemės ūkiu: tam tikra gyvulininkystės praktika gali suspausti dirvožemį arba sukelti eroziją. FAO apskaičiavo, kad 33 % pasaulio dirvožemių yra degradavę2022 m. Europos ataskaitoje nurodoma, kad vietovėse, kuriose intensyviai naudojami pesticidai ir auginamos monokultūros, dirvožemio biologinės įvairovės sumažėjimas siekia iki 70 %. Europoje dirvožemio tankinimas sumažino kai kurių sliekų populiacijas perpus, o tai turi įtakos dirvožemio struktūrai ir derlingumui.
Pasaulinė padėtis yra įtempta: mūsų gyventojų skaičius jau viršijo 8.000 milijardus, ir atsakas negali būti toks pat. Didinant sąnaudas neatsižvelgiant į dirvožemio biologinį pagrindą, ilgainiui dirvožemis tampa mažiau produktyvus ir prastesnės kokybės. Iš tiesų, yra įrodymų, kad dirvožemis nyksta. 13–18 kartų greičiau to, ką gamta atkuria, ir kartu su tuo praradimu išnyksta milijonai svarbių organizmų.
Politika ir metodai, kurie nustato kursą
Europoje jau vyksta paradigmos pokyčiai. Tokios strategijos kaip „Biologinė įvairovė“, „Nuo ūkio iki stalo“, „Žiedinė ekonomika“ ir „Dirvožemio tvarkymas“ skatina modelį, kuris Sumažina trąšų ir pesticidų kiekįJi įvairina ir rūpinasi biologine baze. Užkulisiuose vyksta kultūrinis pokytis: dirvožemis nebėra laikomas vien inertiška atrama, o suprantamas kaip gyva sistema, kuriai reikalingas subtilus ir kontekstualizuotas valdymas.
Taip pat yra simbolinių etapų, kurie padeda pabrėžti jos svarbą. Kiekvienų metų gruodžio 5 d. minima Pasaulinė dirvožemio diena; paskutinė šventė sutapo su pirmadieniu ir priminė, kad dirvožemis yra būtinas sausumos ekosistemų pusiausvyrai. Tarptautinėje darbotvarkėje gruodžio 7–19 d. Monrealyje vykusioje COP15 konferencijoje dėl biologinės įvairovės buvo aptarti pernelyg didelio išteklių naudojimo, invazinių rūšių ir būtinybės užtikrinti dirvožemio apsaugą klausimai. sumažinti pesticidų naudojimą, aiškus ketinimų pareiškimas dėl modelio, kuris labiau gerbia pogrindinį gyvenimą.
Aukščiausio lygio moksliniai įrodymai
Mokslas tvirtai remia dirvožemio biologinės įvairovės vaidmenį. Pablo de Olavide universiteto koordinuotame tyrime, paskelbtame žurnale „Nature Ecology and Evolution“, buvo sujungti beveik šimto viso pasaulio ekosistemų – nuo dykumų iki atogrąžų miškų ir poliarinių regionų – mėginiai su laboratoriniais eksperimentais, siekiant įrodyti, kad keli dirvožemio biologinės įvairovės komponentai (nuo bakterijų iki sliekų) palaiko pagrindines ekosistemos funkcijas.
Šios funkcijos apima klimato reguliavimą, dirvožemio derlingumą, maisto gamybą, atliekų skaidymą ir dirvožemio, kuriame yra mažesnė patogenų apkrova ir mažiau atsparumo antibiotikams genų, palaikymą. Tyrime taip pat pabrėžiamas poreikis nustatyti ir apsaugoti rūšis, turinčias ypatingą funkcinę reikšmę ir tvirtus ryšius mitybos tinkle, nes jų išnykimas gali turėti rimtų pasekmių. kaskadiniai efektaiIr tai pateikia vertingą išvadą: augalų biologinės įvairovės poveikį ekosistemų funkcionavimui daugiausia katalizuoja dirvožemyje esanti biologinė įvairovė.
Inovacijų diegimas: Europos projektas „SoildiverAgro“
Europos Sąjungos finansuojama „SoildiverAgro“ įvertino ūkininkavimo praktiką ir sistemas šešiose dirvožemio ir klimato zonose visoje Europoje, atlikdama penkiolika atvejų tyrimų, kuriuose daugiausia dėmesio skirta bulvėms ir kviečiams, tiek monokultūrinėse, tiek diversifikuotose sistemose. Viena iš išvadų buvo biostimuliatorių, pagrįstų... augalų augimą skatinančios rizobakterijos ir ne mikoriziniai dirvožemio grybai: sumažėjo cheminių medžiagų naudojimas, kartu pagerėjo dirvožemio biologinė įvairovė, derlingumas ir bulvių kokybė, sumažėjo kenkėjų ir ligų atvejų.
Projekte taip pat pranešta apie 40 % sumažintą CO2 išmetimą, išlaikant derlių ir ekonominį gyvybingumą – tai ypač svarbu klimato kaitos požiūriu. Kitu atveju mikorizinių grybų įvedimas į bulves padidino dirvožemio biologinę įvairovę ir pagerino jos struktūrą, padidindamas produktyvumą ir ūkininkų pelną, tuo pačiu metu... sumažėjo tarša vandens ir dirvožemio dėl mažesnio išorinio tręšimo.
Siekdamas paremti sprendimų priėmimą, konsorciumas sukūrė nebrangų prognozavimo įrankį, kuris įvertina dirvožemio biologinės įvairovės parametrus naudodamas infraraudonųjų spindulių spektroskopiją ir klimatinius (kritulius ir temperatūrą) bei dirvožemio (pH, organines medžiagas ir tekstūrą) kintamuosius. Šis sprendimas padeda suprasti dirvožemio organizmų ir ekosistemų paslaugų teikimo ryšį Europos mastu ir gali prisidėti prie siūlomo ES dirvožemio monitoringo įstatymo, kuriuo siekiama visų sveikų dirvožemių iki 2050 m..
Be to, buvo sukurta sprendimų priėmimo priemonė, kuri integruoja kviečių valdymo praktiką su mašininio mokymosi modeliais, siekiant įvertinti derlių ir bakterijų, grybelių bei nematodų biologinės įvairovės rodiklius. Projekte buvo paskelbtos gairės su geresnę praktiką ir baltąją knygą su politikos rekomendacijomis, kurios padėtų lengviau taikyti valdymo praktikas, kurios vienu metu mažina išorines sąnaudas, gerina biologinę įvairovę ir yra ekonomiškai efektyvios.
Įprastinė žemdirbystė, palyginti su ekologine ir regeneracine žemdirbyste
Įprasto intensyvinimo išlaidos
Gilus arimas suardo agregatus ir sunaikina poras, todėl dirvožemis tampa labiau pažeidžiamas erozijos ir sumažina jo gebėjimą kaupti vandenį bei maistines medžiagas; tankinimo mašinos ir sintetinė chemija keičia biogeocheminius ciklus ir pašalina naudingų mikroorganizmųMonokultūros mažina augalų įvairovę, kuri maitina daugelį dirvožemio organizmų. Rezultatas: dirvožemis labiau priklauso nuo medžiagų, yra mažiau atsparus ir prastesnės struktūros.
- Intensyviai dirbamose dirvose, a 50–60 % nuostolis dirvožemio biologinės įvairovės.
- 33 % planetos dirvožemio yra degradavę, o Europoje pranešama apie šiuos rodiklius: lašai iki 70% dirvožemio biologinėje įvairovėje regionuose, kuriuose naudojama daug pesticidų ir auginamos monokultūros.
- Dėl dirvožemio sutankinimo kai kurių sliekų populiacijos sumažėjo 50 %, pablogėjo aeracija ir infiltracija. didėjančios išieškojimo išlaidos.
Ekologinių ir regeneracinių metodų privalumai
Ekologinė ir regeneracinė žemdirbystė teikia pirmenybę dirvožemio sveikatai: mažiau žemės dirbimo, dengiamieji augalai, ilgesnė sėjomaina, agrarinė miškininkystė, organinės trąšos, ganyklų tvarkymas ir biologinė kontrolė. Ši praktika skatina mikrobų ir makrofaunos įvairovę, didina organinių medžiagų kiekį ir gerina dirvožemio struktūrą, todėl sistema tampa derlingesnė. produktyvus ir atsparus.
Yra tai patvirtinančių skaičių: padidinus organinių medžiagų kiekį 1 %, vandens sulaikymas gali padidėti apie 19 000 litrų hektarui, o tai labai svarbu vandens trūkumo patiriančiose vietovėse. Ekologinio ūkininkavimo sistemose organinių medžiagų yra iki 40 % daugiau nei įprastose. Kenkėjų kontrolės srityje sėjomaina gali sumažinti užkrėtimą 30–50 % ir padidinti funkcinė biologinė įvairovė 40 %, o įvairūs kraštovaizdžiai palankūs apdulkintojams – jų padaugėja apie 25 %.
Kalbant apie klimatą, tvariai tvarkomas dirvožemis gali kaupti nuo 0,3 iki 0,6 tonos anglies vienam hektarui per metus, o yra apskaičiavimų, kurie sieja 1 % dirvožemio anglies kiekio padidėjimą su reikšmingu atmosferos CO2 kiekio sumažėjimu. Sintetinių trąšų atsisakymas ir kompostavimas sumažina N2O ir CO2 išmetimą; tai buvo pastebėta 50 % sumažėja N2O kiekis ir 20–30 % bendro ŠESD kiekio ekologiniuose ūkiuose, taip pat gerinant konkurencingumą rinkose, kuriose vertinamas tvarumas.
Ūkio buveinių – gyvatvorių, gėlynų, ekologinių koridorių – apsauga sukuria prieglobstį ir maisto šaltinį naudingiems vabzdžiams ir apdulkintojams. Agrarinė miškininkystė, kurioje integruojami medžiai ir pasėliai, suteikia pavėsį, palaiko mikroklimatą ir... dirvožemio gerinimasŠios sistemos padidina biologinę įvairovę apie 30 %, palyginti su įprastinėmis sistemomis, o koridoriai gali padidinti naudingos faunos skaičių 60 %.
Maisto kokybė ir žmonių sveikata
Ryšys tarp sveiko dirvožemio ir kokybiško maisto tampa vis aiškesnis. Didelės apimties juslinės analizės, lyginantys daržoves iš įprastinių, ekologiškų ir beariminių sistemų, parodė geresnius skonio, aromato ir tekstūros profilius taikant ūkininkavimo praktikas, kurios... Jie saugo dirvožemio biologinę įvairovęTurtinga dirvožemio mikrobiota palengvina augalų mitybą ir padidina naudingų junginių kiekį.
Ekologiškose daržovėse aptikta didesnė antioksidantų, tokių kaip polifenoliai ir vitaminai, koncentracija (pavyzdžiui, vitamino C kiekis padidėjo iki 20 %). Tai reiškia, kad maistas yra maistingesnis, galintis palaikyti imuninę sistemą ir moduliuoti uždegimą. Mokslinėje literatūroje taip pat nagrinėjamas dirvožemio ir žmogaus mikrobiotos ryšys. dietos iš gyvų dirvožemių Atrodo, kad jie skatina įvairesnę ir stabilesnę žarnyno mikrobiotą.
Tarp praktinių priemonių sliekų išmatos išsiskiria savo gebėjimu regeneruoti nualintus dirvožemius, skatinti mikrobų aktyvumą ir pagerinti dirvožemio struktūrą. Šio tipo trąšos kartu su biostimuliatoriais, probiotikais ir žemės ūkio prebiotikais yra naudingi strategijos, kuria siekiama derlingos dirvos ir kokybiškas maistas.
Įrankiai ir valdymo rekomendacijos
Perėjimas nuo kalbų prie veiksmų reikalauja patikrintų praktikų sąrašo. Sėjomaina „nutraukia“ kenkėjų ir ligų ciklus ir paskirsto maistinių medžiagų poreikius: pavyzdžiui, javų kaitaliojimas su ankštiniais augalais pagerina azoto fiksaciją ir gali padidinti derlių iki 20 %, palyginti su monokultūromis, be to, skatina stabilesnė dirvožemio struktūra.
Beariminis žemės dirbimas arba minimalus žemės dirbimas išsaugo dirvožemio struktūrą ir biotą. Didelės erozijos rizikos sąlygomis dirvožemio praradimas sumažėjo iki 60 %, palyginti su intensyviu žemės dirbimu. Kartu su nuolatine augalų danga tai padeda išlaikyti drėgmę jau švelnina ekstremalius oro sąlygas.
Dengiamieji augalai – dobilai, avižos ir kiti – apsaugo dirvožemį tarp sezonų, suteikia šaknis ir biomasę, gerina struktūrą ir maitina mikroorganizmus. Yra įrodymų, kad nitratų išplovimas sumažėjo beveik 30 %, o sutankinimo mažinimas ūkiuose, kurie juos naudoja sistemingai, gerindami vandens kokybę ir dirvožemio sveikatą.
Organinės trąšos (kompostas, gerai perpuvęs mėšlas) suteikia lėtai išsiskiriančių maistinių medžiagų, padidina organinių medžiagų kiekį ir skatina įvairią mikrobų bendruomenę. Ekologiniuose soduose vidutinės trukmės laikotarpiu pastebėtas apie 25 % produktyvumo padidėjimas, taip pat pagerinta struktūra ir poringumas dirvožemio, palyginti su vien tik mineralinėmis trąšomis.
Agromiškininkystė integruoja medžius ir pasėlius – arba gyvulius – siekdama sukurti sinergiją: vėjo užtvaras, pavėsį, lapų nuokritas ir gilias šaknis, kurios mobilizuoja maistines medžiagas. Pavyzdžiui, kavos ir kakavos atveju pastebėta 30 % padidėjusi biologinė įvairovė ir derlius, susijęs su palankesniu mikroklimatu. geresnė dirvožemio sveikata.
Integruota kenkėjų kontrolė apima biologinę kontrolę, kultūrinius metodus ir masinį gaudymą spąstais (feromonais, spąstais), siekiant sumažinti priklausomybę nuo insekticidų. [Toliau pateikta informacija atrodo nesusijusi ir galbūt atskiras dokumentas:] 40 % sumažintas pesticidų naudojimas taikant integruotą kenkėjų prevenciją (IPM), kenkėjų skaičių mažinant žemiau ekonominių slenksčių ir teikiant pirmenybę natūraliems priešams.
Naudingų vabzdžių skatinimas gyvatvorėmis, gėlynais ir vabzdžių viešbučiais padidina apdulkinimą ir natūralią kenkėjų kontrolę; daržovėse pastebėta, kad sukūrus tinkamas buveines apdulkinimas padidėja beveik 20 %. Kalbant apie biologinius veiksnius, vis svarbesni tampa šie veiksniai: biostimuliantai, probiotikai ir prebiotikai kurie rūpinasi dirvožemio mikrobiota.
Norint sertifikuoti tvarias agroekosistemas ekologinio perėjimo kontekste, reikalingi patikimi ir veikiantys dirvožemio biologinės įvairovės rodikliai. Tokios iniciatyvos kaip SOILBIO siekia išmatuoti valdymo praktikos poveikį ekstensyviam lietaus laistomam žemės ūkiui, kurti biologinės įvairovės, dirvožemio funkcijos ir sveikatos rodiklius – esminę informaciją. plėsti regeneracines praktikas su garantijomis.
Įkvepiantys atvejai ir išmoktos pamokos
Ribera del Duero regione mikorizinių grybų inokuliacija vynuogynuose padidino vandens ir maistinių medžiagų įsisavinimą, pagerino atsparumą sausrai ir leido sumažinti trąšų kiekį 30%Pagerėjo mikrobų biologinė įvairovė ir dirvožemio struktūra, o tai turėjo išmatuojamą poveikį kokybei ir produktyvumo stabilumui.
Galisijoje ūkiai, kurie pritaikė regeneracinę žemdirbystę – planinį ganymą, minimalų žemės dirbimą, sėjomainą ir dengiamuosius pasėlius – per penkerius metus atkūrė nualintą dirvožemį ir 40 % padidino organinių medžiagų kiekį. Sliekų ir mikroorganizmų padaugėjo, pagerėjo vandens sulaikymas ir apskritai... sistemos atsparumas.
Agrarinės miškininkystės sistemos įvairiuose Lotynų Amerikos ir Europos regionuose parodė, kad biologinė įvairovė padidėjo vidutiniškai 30 %, palyginti su įprastinėmis sistemomis, sumažėjo erozija ir nuotėkis. Kurdamos buveinių mozaikas, jos suteikia išteklių apdulkintojams ir natūraliems plėšrūnams bei suteikia atsparumas klimato poveikiui į ūkius.
Ten, kur agroekologinės praktikos buvo įgyvendintos holistiškai – žaliosios trąšos, dengiamieji augalai, sėjomaina ir integruota kenkėjų kontrolė (IPM), – mikrobų aktyvumas padidėjo iki 50 %, o dirvožemis geriau atlaikė ekstremalius oro reiškinius. Visa tai patvirtina, kad agroekologija ne tik atkuria dirvožemio biologinę įvairovę ir sumažina priklausomybę nuo sąnaudų, bet ir pagerina... produktyvus stabilumas.
Dirvožemio biota gali atlaikyti poveikį ir atsigauti, tačiau ji turi savo ribas. Jei po didelių trikdžių pusiausvyra neatkuriama, kalbame apie prarastus dirvožemius. Todėl ambicingos viešosios politikos, skaitmeninių diagnostikos priemonių, pažangiausių tyrimų ir kiekvienai teritorijai pritaikyto lauko valdymo derinimas yra protingas kelias siekiant užtikrinti derlingą dirvožemį, stabilias maisto sistemas ir palankesnį klimatą gyvenimui. Rūpinimasis dirvožemio biologine įvairove reiškia užtikrinimą maistas, gamta ir klimato ateitis vienu judesiu.