13° C, предимно облачно
Регенеративното земеделие обещава да задържи повече въглерод в почвата и да помогне в борбата с климатичните промени
Аналиса Стивънсън обича почвата. Повечето от нас я пренебрегват като мръсотия. Но почвата е „буквално основата на живота", отбелязва тази докторантка в Университета на Уисконсин-Медисън. Тя я смята за „най-интересната тема за изучаване". И планира да направи почвознанието своя кариера.
Полето на почвознанието е особено важно в момента. Със затоплянето на климата на Земята, нашата планета преживява повече бури, пожари, суши и други бедствия, отколкото в близкото минало. Но почвата, както отбелязват Стивънсън и други, може да бъде важен съюзник в борбата за забавяне на климатичните промени.
Водата и хранителните вещества – включително въглеродът – преминават през почвата и атмосферата в естествени цикли. Въглеродът също циркулира в телата на всички живи същества. Чрез фотосинтезата растенията извличат въглероден диоксид (CO2) от въздуха. Когато растение или животно умре и се разложи, микробите връщат голяма част от въглерода му във въздуха под формата на CO2 или метан (CH4). И двата са парникови газове, които допринасят за климатичните промени.
Какво отличава пръстта от почвата
Добрата новина, казва Стивънсън, е, че почвата има суперсила: тя може да задържа въглерода в земята. „Там има много въглерод", казва тя. Почвите по света съдържат почти два пъти повече въглерод, отколкото атмосферата и всички живи растения, взети заедно.
Лошата новина: човешките дейности освобождават голяма част от въглерода, задържан в почвата. Когато изкопаваме пръст и растения или сечем дървета, CO2 се изпуска. Това прави почвата по-малко здрава. Нарушените почви също имат тенденция да отделят много метан и азотен оксид (N2O), друг парников газ.
CO2 и други парникови газове
В много ферми по целия свят почвите губят съхранения въглерод. „Това е като да изпразниш банковата си сметка", казва Кийт Паустиан. Той е еколог в Университета на щата Колорадо във Форт Колинс. Днес почвата на повечето ферми съдържа около 50 до 70 процента от въглерода, който е бил там, когато земята е била естествена екосистема. Паустиан, Стивънсън и много други изследователи биха искали фермерите да попълнят банковата сметка на почвата си. По този начин част от парниковите газове от атмосферата ще се върнат обратно в земята.
Почвите не могат да поемат целия въглерод, отделян от човешките дейности, казва Паустиан. Все още ще трябва да изгаряме по-малко изкопаеми горива и да направим други промени, благоприятни за климата. Но подобряването на почвата, посочва той, би „допринесло значително" за по-здравословен климат.
Нов начин на земеделие
Семейството на Митчъл Хора се занимава със земеделие във Вашингтон, Айова, от 152 години. „Първата ми дума като бебе беше царевица", казва той. Хора се научил да кара трактор, преди да навърши 10 години. „Единственият начин да можем да обработваме тази земя още 152 години", категоричен е той, „е да подобрим здравето на почвата."
Здравата почва „прилича на шоколадов кейк", казва Хора. Тя е на бучки с пространства между тях за въздух и вода. Корените, червеите и микробите я наричат свой дом. Този вид почва задържа вода и хранителни вещества. Това позволява на растенията да растат по-големи и по-силни, отколкото биха расли в по-малко здрава почва. Тези растения могат да оцелеят по-дълго при лошо време. Така че по-здравите почви правят фермите по-продуктивни.
Митчъл все още кара трактори във фермата на семейството си. Също така управлява компанията Continuum Ag. Тя предоставя инструменти, които помагат на фермерите да подобрят почвата си. С подкаст и редовни изяви като лектор Хора разпространява идеята за регенеративното земеделие. Това е нов подход към отглеждането на храна, който имитира природата.
Ключът към успеха с този подход е: запазете „бронята" на почвата, казва Хора. За фермите това означава отглеждане на покривни култури – растения, които растат през зимата или след жътвата. Тези растения гарантират, че почвата винаги съдържа живи корени, обяснява той той. Те помагат да се задържи почвата, така че да не се ерозира по време на дъждове или силни ветрове.
Фермерите трябва също да редуват различни видове култури. Те могат да преминават от царевица към соя, например, вместо да отглеждат само царевица. Това е важно, защото някои култури добавят към почвата хранителни вещества, от които се нуждаят други култури. Друг начин да се защитят почвите: да се избягва да се нарушавт чрез оран или чрез разпръскване на много химикали, като хербициди.
Накрая, фермерите трябва да отглеждат добитък. Когато животните пасат и тъпчат покривната култура, това насърчава по-гъст растеж на растенията, които поглъщат повече въглерод от въздуха чрез фотосинтеза. Тези растения могат също да помогнат за сладирането на повече въглерод под земята под формата на корени или други растителни материали. А животинските екскременти добавят естествен тор към почвата.
Това не са строги правила, подчертава Хора. Те са насоки, които помагат на всяка ферма да открие какво работи най-добре за нейната ситуация.
Предимствата на безорната обработка
През април 2018 г. Хора заснел видео, докато с баща си засаждат царевица. По полето, по което се движели, вече имало високи туфи райграс. Техниката им засаждала царевичните семена в почвата през тази покривна култура. Скоро щяха да премахнат райграса, за да дадат място на младите царевични растения да растат.
Това била втората им година с покривна култура на това поле. И вече тази земя изглеждала по-естествена. „Елени, фазани, сега и койоти и зайци – много животни се завръщат", казва Хора във видеото. „Има и много земни червеи, които се движат тук."
Засаждането на покривни култури било сравнително нова практика за тази ферма. Но семейство Хора и малка група съседи били спрели да обработват земята си още през 1978 г. Те преминали към земеделие без оран, главно за да намалят разходите за гориво и машини. Но също така искали да помогнат за предотвратяване на ерозията на почвата.
Когато едно поле се обработва, корените се счупват или отстраняват. По този начин те вече не могат да задържат почвата на място. Тя става по-податлива на отмиване, когато вали дъжд. Безорното земеделие, което ограничава тази загуба на почва, беше доста рядко през 70-те години. Оттогава насам то стана по-разпространено. Но дори и днес, както отбелязва Хора, „само около една трета от фермите в САЩ са преминавали към безорно земеделие".
Сега, през 2025 г., фермерът от Айова казва, че неговите ниви са в по-добро състояние благодарение на регенеративното земеделие. Те дават по-големи реколти и се нуждаят от по-малко торове, отколкото в миналото. А културите им са по-устойчиви на лошото време. Тази трансформация отне време, но си струваше, уверява Хора.
Регенеративното земеделие очевидно може да направи почвата по-здрава. Но дали то действително добавя въглерод обратно в „банковата сметка" на почвата? Американското министерство на енергетиката разполага със система, която фермерите могат да използват, за да проверят това. Въз основа на информация за практиките и реколтите на дадена ферма, тя изчислява индекс на въглеродната интензивност. Отрицателен индекс означава, че се натрупва допълнителен въглерод.
„Миналата година част от моята царевица беше с отрицателен въглероден отпечатък", съобщава Хора. И почти всяка година същото важи и за реколтата му от соя.
Това е отлична новина. Но учените предупреждават, че повечето инструменти за оценка на съхранението на въглерод се базират на несъвършени компютърни симулации. Това, което се случва в компютърния модел, се основава на реални процеси. Но моделът не може да улови всичко. И все още не разбираме напълно тези процеси, обяснява Ерик Слесарев. „Ние някак си се надяваме, че моделът е достатъчно точен." Слесарев е еколог и почвовед в Йейлския университет в Ню Хейвън, Кънектикът.
Почвите са изключително сложни системи. Все още се учим как промените, които правят фермерите, могат да повлияят на климата.
„Разточителство" на въглерод
Ако искате да съхранявате повече въглерод в почвата, може да ви се струва, че просто трябва да добавите повече материали, съдържащи въглерод. Този начин на мислене представя почвата „като кофа", казва Венджуан Хуанг. Добавянето на каквото и да е в кофата започва да я пълни.
Хуанг тества тази идея като част от своето проучване на почвата в Университете на щата Айовав в Еймс. През януари т.г. нейният екип описа резултатите от 20-годишен експеримент във ферма, управлявана от университета. Експериментът сравнява няколко вида земеделски практики.
На някои полета изследователите отглеждали царевица и соя по типична ротация. Това оставяло полето празно през част от годината. На други полета те добавяли покривни култури – като детелина или люцерна, към ротацията. Така почти винаги имало нещо, което растяло. Освен това изследователите добавили кравешки тор преди засаждането на царевицата.
Всички тези допълнителни растения и торът съдържат много въглерод. Така че за 20 години в тези полета е бил добавен повече въглерод, казва Хуанг. Изненадващо, нейният екип не е открил никакво увеличение на въглеродното съдържание в тези почви, казва тя. Почвата не е била като кофа. Къде е отишъл допълнителният въглерод?
Помислете какво се случва, когато получите допълнителни пари в банковата си сметка. Оставяте ли ги там? Или започвате да ги харчите?
Много хора са склонни да харчат всичко, което получат. Оказва се, че почвените микроби действат по същия начин. Хуанг открива, че добавянето на повече въглерод в почвата е стимулирало микробите да работят на пълни обороти. Те са преработвали въглерода по-бързо в разнообразните полета. Така че допълнителният въглерод бързо се е върнал обратно във въздуха.
Това може да изглежда като лоша новина. Но въглеродът е само една част от въздействието на фермите върху околната среда. Микробите, които разграждат допълнителния въглерод в почвата, правят повече азот достъпен в почвата, откри екипът на Хуанг. А азотът стимулира растежа на растенията.
Фермерите обикновено разпръскват тор, за да добавят азот в полето. Но тези полета в щата Айова не се нуждаели от много тор. Това е полза за климата по две причини. Първо, производството на тор използва изкопаеми горива. Второ, излишните торове, които културите не използват, привличат вид микроби, които излъчват азотен оксид във въздуха. Този газ е 300 пъти по-вреден за климата от CO2.
Изследователите използват термина „CO2 еквиваленти", за да измерят въздействието на всички парникови газове, които се отделят при някои процеси. В сравнение с типичните полета, по-разнообразните полета в това проучване всъщност са намалили общите си емисии на CO2 еквиваленти с 60 до 70 процента.
Полетата на Хуанг са използвали само няколко регенеративни селскостопански практики. Например, всички тестови полета са били обработвани между засажданията. Хуанг казва, че от 2021 г. нейната група проучва какво се случва, когато се намали обработката на почвата. Може би това ще помогне да започне попълването на въглеродния резерв.
Лов на скрити съкровища
Дали оставянето на полето да се върне изцяло към природата би попълнило неговия въглероден резерв? Стивънсън от Университета в Мадисън е проучила това в селската част на своя щат. „Фермерите там са много заинтересовани от научните изследвания", казва тя. Затова те позволили на нейния екип да изкопае малки дупки в полетата им и в съседните гори.
Но преди да тръгнат с лопати, екипът й преглежда исторически карти. Те идентифицират настоящите земеделски земи, както и гори, които никога не са били обработвани. Намират и бивши земеделски земи, които са се превърнали в гори преди 70 години. С помощта на софтуер избират случайни места във всяка област, където да изкопаят дупки. След това намират пътя до тези места на картата.
Беше като лов на съкровище. След като изкопаха всяка малка дупка, забиваха в нея куха метална тръба, обяснява Стивънсън. След това копаеха около тръбата и я изваждаха. Вътре в тръбата имаше проба от почвата. Те измериха колко въглерод съдържа всяка проба. Земята, която никога не е била обработвана, съдържаше най-много въглерод на проба. Презалесените земеделски земи бяха съхранили много въглерод в най-горния слой на почвата, където се бяха натрупали паднали листа. Но дори и след 70 години, следващият слой по-долу не беше възстановил въглерода, който беше загубил в резултат на земеделието. Никога необработваните почви съдържаха повече частици глина. Това е много важно, казва Стивънсън. Глината може да действа като лепкав щит за растителна материя или други материали на въглеродна основа. Микробите имат затруднения при разлагането на материали, които са залепнали за глината. Така че глината може да помогне за задържането на въглерода под земята. Но когато почвата се обработва за земеделие или остава на открито между насажденията, вятърът отнася голяма част от глината.
Резултати като тези на Хуанг и Стивънсън могат да подобрят инструментите за проследяване на въглеродната интензивност на фермите и да насочват фермерите в управлението на техните ниви.
Нова употреба за кравешкия тор
В фермата Spruce Haven Farm в северната част на щата Ню Йорк кравешкият тор има ново, по-малко миризливо предназначение. Тази ферма сега използва машини, които превръщат тора във вещество, подобно на въглища, наречено биовъглища. То „намалява миризмата до нула", казва Йоханес Леман. Той е почвен учен и работи в Корнелския университет в Итака, Ню Йорк. Той е помогнал на фермата Spruce Haven да създаде своето производство на биовъглища.
За да се получи тази субстанция, първо се изсушава биомасата. Тя може да бъде тор или други отпадъци от производството на фермата, богати на въглерод. След това се подлага на пиролиза. Този процес прилича на изгаряне в огън. Но е различен. Обикновеният огън превръща голяма част от тези отпадъци в CO2. Пиролизата, от друга страна, изгаря биомасата, докато тя се превърне почти изцяло в твърд въглерод.
След това фермерите могат да добавят биовъглища в нивите си. Тъй като микробите не могат лесно да го разградят, въглеродът от биовъглищата може да остане затворен в почвата за много дълго време. Колко дълго ще зависи от климата. Средно половината от въглерода в биовъглищата ще остане там след 550 години, съобщи екипът на Леман миналата година. Ако вместо това добавите биомаса директно в почвата, казва Леман, въглеродът от нея може да изчезне за няколко месеца до няколко години.
Биовъглищата действат и малко като онези глинени частици, които Стивънсън забеляза в Уисконсин. Те имат известна лепкавост, казва Слесарев от Йейл. Това им помага да задържат вода и хранителни вещества. Така че добавянето на биовъглища помага за подобряване на почвите. Пясъчните почви, които съдържат малко въглерод, биха могли да се възползват много от биовъглищата, смята той.
Но може не винаги да искаме да превръщаме биомасата в биовъглища, отбелязва Слесарев. Биомасата може да се зарови директно в кладенци или други подземни места, където не може да се разложи. Например, миналата година учени съобщиха, че са изкопали заровено дърво, което е просъществувало 3775 години, без да се разложи. Слой от глина го е предпазил от това да се превърне в храна за микробите. Така че на някои места заравянето на биомасата може да е по-лесно и по-евтино от превръщането й във въглища.
Един много важен урок е, че почвите са сложни, живи системи. Те не са просто кофи или дори банки. Те са „скрит свят под краката ни", казва Паустиан. Този свят съдържа огромно разнообразие от микроби, червеи, насекоми, гъби и други. И не е лесно да се предскаже как ще се държат тези скрити общности.
„Всъщност има невероятно разнообразие от различни видове почви", казва Слесарев. Това, което се случва с въглерода в почвата, зависи от местния климат и минералите, дълбочината, здравето и формите на живот в самота почва.
Слесарев е скептичен, че селското стопанство по света някога ще улавя повече въглерод, отколкото излъчва. Действително, както отбелязва Стивънсън, „много по-лесно е да се загуби въглерод, отколкото да се възстанови". Обществата трябва да защитават горите, влажните зони и други части от околната среда, които понастоящем съхраняват големи количества въглерод, казва тя.
Но фермите все още имат важна роля, добавя Слесарев. Обществата разчитат на фермите за снабдяване с храна. Работейки заедно за улавяне на въглерод в почвата, фермерите могат да направят селското стопанство по-климатично съобразено.
За щастие Хора и много други вече са разбрали това. Промяната отнема време, казва този производител. Но тя се случва. Помагането на други фермери да научат как да подобрят здравето на почвата си, казва той, е „страхотно".
Източник:snexplores.org
Коментари