Здоровье почвы - Soil health

Здоровье почвы - это состояние почвы, выполняющей ряд функций экосистемы, соответствующих окружающей среде. Говоря более простым языком, здоровье почвы является результатом благоприятного взаимодействия всех компонентов почвы (живых и неживых), которые принадлежат друг другу, как, например, микробиота, растения и животные. Возможно, что почва может быть здоровой с точки зрения функционирования экосистемы, но не обязательно напрямую служить для растениеводства или питания человека, отсюда и ведутся научные дискуссии о сроках и измерениях.

Тестирование здоровья почвы проводится как оценка этого статуса, но по очевидным причинам, как правило, ограничивается в основном агрономическими целями. Здоровье почвы зависит от биоразнообразия почвы (с устойчивой почвенной биотой ), и его можно улучшить за счет управления почвами , особенно за счет ухода за защитным живым покровом на почве и за счет естественных (содержащих углерод) почвенных поправок. Неорганические удобрения не обязательно наносят вред здоровью почвы, если 1) используются в надлежащих и не чрезмерных дозах и 2) если они вызывают общее улучшение общего роста растений, что способствует увеличению содержания углеродсодержащих остатков в почве.

Аспекты

Термин «здоровье почвы» используется для описания состояния почвы в:

Здоровье почвы частично, если не в значительной степени, заменило выражение «качество почвы», существовавшее в 1990-х годах. Основное различие между этими двумя выражениями состоит в том, что качество почвы было сосредоточено на отдельных характеристиках внутри функциональной группы, например, на «качестве почвы для производства кукурузы » или «качестве почвы для подготовки дорожного полотна » и так далее. Добавление слова «здоровье» изменило восприятие на комплексный, целостный и систематический. Эти два выражения все еще в значительной степени пересекаются. Выражение «Здоровье почвы» происходит от движений за органическое или «биологическое земледелие» в Европе, однако задолго до того, как качество почвы было впервые применено в качестве дисциплины примерно в 1990 году. В 1978 году швейцарский почвенный биолог доктор Отто Бесс написал эссе «Здоровье почвы и Растения », который и сегодня во многом определяет отрасль.

Основополагающий принцип использования термина «здоровье почвы» заключается в том, что почва - это не просто инертная, безжизненная среда для выращивания, которую, как правило, представляет современное интенсивное сельское хозяйство, а, скорее, это живая, динамичная и очень тонко изменяющаяся вся среда. . Оказывается , что почвы весьма плодородные с точки зрения урожайности также живые с биологической точки зрения. В настоящее время общепризнано, что микробная биомасса почвы велика: в почвах лугопастбищных угодий умеренного климата бактериальная и грибная биомасса составляет 1-2 т (2,0 длинных тонны; 2,2 коротких тонны) на гектар и 2-5 т (4,9 длинных тонны). ; 5,5 коротких тонн) / га соответственно. Некоторые микробиологи теперь считают, что 80% питательных веществ в почве в основном контролируются микробами.

Используя аналогию со здоровьем человека, здоровую почву можно разделить на одну:

  • В состоянии комплексного благополучия с точки зрения биологических, химических и физических свойств;
  • Не больны или не заражены (т.е. не деградировали и не деградируют) и не вызывают негативных воздействий за пределами площадки;
  • Благодаря совместному функционированию каждого из своих качеств, почва полностью раскрывает свой потенциал и сопротивляется деградации;
  • Обеспечивает полный спектр функций (особенно круговорот питательных веществ, углерода и воды ) таким образом, чтобы поддерживать эту способность в будущем.

Концептуализация

SoilHealthConcept.jpg

Здоровье почвы - это состояние почвы в определенном пространстве и в определенном масштабе по отношению к набору критериев, которые охватывают здоровое функционирование. Было бы неуместно ссылаться на состояние почвы для подготовки почвы и полотна дороги, как в аналогии качества почвы в функциональном классе. Определение здоровья почвы может варьироваться между пользователями этого термина, поскольку альтернативные пользователи могут расставлять разные приоритеты по многочисленным функциям почвы. Следовательно, термин «здоровье почвы» может быть понят только в контексте пользователя этого термина и его стремлений к почве, а также в соответствии с определением границ рассматриваемой почвы. Наконец, дискуссии о здоровье почвы присущи многие потенциально противоречивые интерпретации, особенно оценка экологического ландшафта и агрономические цели, каждая из которых утверждает, что имеет критерии здоровья почвы.

Интерпретация

Различные почвы будут иметь разные показатели здоровья в зависимости от «унаследованных» качеств и географических условий почвы. В общие аспекты , определяющие здоровую почву можно рассматривать следующим образом :

  • «Продуктивные» варианты широки;
  • Разнообразие жизни велико;
  • Абсорбционная способность, хранение, рециркуляция и переработка высоки по отношению к ограничениям, установленным климатом ;
  • Качество стока - на высоком уровне;
  • Низкая энтропия ; а также,
  • Отсутствие повреждения или потери основных компонентов.

Это означает:

Таким образом, нездоровая почва - это просто обратное из вышесказанного.

Измерение

На основе вышеизложенного, здоровье почвы будет измеряться с точки зрения индивидуальных экосистемных услуг по сравнению с эталоном. Конкретные критерии, используемые для оценки здоровья почвы, включают выброс CO 2 , уровни гумуса, микробную активность и доступный кальций.

Тестирование здоровья почвы распространяется в США, Австралии и Южной Африке. Корнельский университет, колледж, которому предоставляются земельные участки в штате Нью-Йорк, с 2006 года проводит тестирование на здоровье почвы. Woods End Laboratories, частная почвенная лаборатория, основанная в штате Мэн в 1975 году, с 1985 года предлагает пакет услуг по оценке качества почвы. физические ( совокупная стабильность ), химические (минеральный баланс) и биологические ( дыхание CO 2 ), которые сегодня считаются отличительными чертами тестирования здоровья почвы. Подход других почвенных лабораторий, также входящих в сферу здоровья почвы, состоит в том, чтобы добавить в обычное химическое тестирование питательных веществ набор биологических факторов, обычно не включаемых в обычное тестирование почвы. Лучшим примером является добавление биологического дыхания почвы (« выброс CO 2 ») в качестве процедуры тестирования; это уже было адаптировано к современным коммерческим лабораториям в период с 2006 года.

Однако лаборатории по исследованию почвы и ученые университетов сопротивляются добавлению новых биологических тестов, прежде всего потому, что интерпретация плодородия почвы основана на моделях из исследований «реакции сельскохозяйственных культур», которые сопоставляют урожайность с тестовыми уровнями конкретных химических питательных веществ, и отсутствуют аналогичные модели для интерпретации. по всей видимости, существуют для тестов здоровья почвы. Критики новых тестов здоровья почвы утверждают, что они могут быть нечувствительны к изменениям в управлении.

Методы испытаний почвы медленно развивались за последние 40 лет. Однако за это же время почвы США также потеряли до 75% своего углерода ( гумуса ), что привело к ухудшению биологического плодородия и функционирования экосистем; сколько спорно. Многие критики традиционной системы говорят, что потеря качества почвы является достаточным доказательством того, что старые модели испытаний почвы нас не оправдали и их необходимо заменить новыми подходами. Эти старые модели подчеркивали «максимальный урожай» и «калибровку урожайности» до такой степени, что не учитывались связанные с этим факторы. Таким образом, загрязнение поверхностных и подземных вод избыточными питательными веществами ( нитратами и фосфатами ) чрезвычайно выросло, и, согласно сообщениям, принятые в начале 2000-х годов меры (в Соединенных Штатах) были самыми худшими с 1970-х годов, до появления экологической сознательности.

Разрыв в здоровье почвы

Рис. Концепция разрыва в состоянии здоровья почвы

Важность почвы для глобальной продовольственной безопасности, агроэкосистемы, окружающей среды и жизни человека экспоненциально сместила тенденции исследований в сторону здоровья почвы. Однако отсутствие эталонного теста для конкретного участка / региона ограничило исследовательские усилия, направленные на понимание истинного влияния различных агрономических методов управления на здоровье почвы. В 2020 году Махарджан и его команда вводят новый термин и понятие «разрыв в состоянии здоровья почвы» и описывают, как родная земля в конкретном регионе может помочь в установлении эталона для сравнения эффективности различных методов управления и в то же время его можно использовать. в понимании количественной разницы в состоянии здоровья почвы.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ NRCS 2013
  2. ^ "Качество почвы | NRCS Колорадо" . Архивировано 23 января 2017 года . Проверено 21 марта 2018 .
  3. ^ Шлезингер, Уильям Х .; Амундсон, Рональд (июнь 2018 г.). «Управление связыванием углерода в почве: давайте будем реалистами» . Биология глобальных изменений . 25 (2): 386–389. DOI : 10.1111 / gcb.14478 . PMID  30485613 .
  4. ^ Nannipieri, P .; Ascher, J .; Ceccherini, MT; Landi, L .; Pietramellara, G .; Ренелла, Г. (декабрь 2003 г.). «Разнообразие микробов и функции почвы» (PDF) . Европейский журнал почвоведения . 54 (4): 655–670. DOI : 10,1046 / j.1351-0754.2003.0556.x . Архивировано (PDF) из оригинала на 2016-04-12.
  5. ^ Роль почвенной биологии в улучшении Почвы в архиве 2014-03-12 в Wayback Machine вебинаре
  6. ^ «Перечисление 17 микробов и их влияние на функции здоровья почвы и растений» . Explogrow, Dr Malherbe, бакалавр, бакалавр с отличием, магистр наук, доктор естественных наук. 22 декабря 2016 года. Архивировано 25 июня 2016 года.
  7. ^ "Здоровая почва" . www.highbrixgardens.com . Архивировано 19 декабря 2016 года . Проверено 26 апреля 2018 года .
  8. Перейти ↑ Kick, Chris (18 февраля 2014 г.). «Новый тест почвы измеряет здоровье почвы - ферма и молочная ферма» . farmanddairy.com . Архивировано 1 декабря 2017 года . Проверено 26 апреля 2018 года .
  9. ^ Ропер, Уэйн R .; Осмонд, Дина Л .; Heitman, Joshua L .; Ваггер, Майкл Дж .; Реберг-Хортон, С. Крис (январь 2017 г.). «Показатели здоровья почвы не различаются между системами агрономического управления в почвах Северной Каролины» . Журнал Общества почвоведов Америки . 81 (4): 828–843. Bibcode : 2017SSASJ..81..828R . DOI : 10.2136 / sssaj2016.12.0400 .
  10. ^ Бернард Т. Нолан; и другие. (Январь 1998 г.). «Национальный взгляд на загрязнение грунтовых вод нитратами» . Водоподготовка и очистка . 39 (12): 76–79. Архивировано 13 марта 2014 года.
  11. ^ Оценка минерализации почвенным углеродом, азотом и фосфором по краткосрочным сообщениям о дыхании двуокиси углерода. в области почвоведения и анализа растений, 39: 2706–2720, 2008 г.
  12. ^ ДыханиеCO 2 в почве: Сравнение химического титрования,анализаCO 2 IRGA и гелевой системы Solvita. Возобновляемые сельскохозяйственные и продовольственные системы: 23 (2); 171–176
  13. ^ «Разрыв в здоровье почвы: концепция для установления эталона для управления здоровьем почвы» . Глобальная экология и охрана . 23 : e01116. 2020-09-01. DOI : 10.1016 / j.gecco.2020.e01116 . ISSN  2351-9894 .

дальнейшее чтение

  • Кристин Олсон (2014). Почва спасет нас: как ученые, фермеры и гурманы исцеляют почву, чтобы спасти планету . Родэйл Книги. ISBN 978-1609615543.
  • Сэр Альберт Ховард (1947). Почва и здоровье . Компания Девин-Адэр, Нью-Йорк.
  • Отто Бесс (1978). Die Gesundheit von Boden и Pflanze «Здоровье почвы и растений» . Deutscher Rat fur Landespflege Vol 31 «Немецкий бюллетень по уходу за почвой», Бонн.
  • Кортни Уайт (2014). Трава, почва, надежда: путешествие по стране углерода . Челси Грин, VT.

внешние ссылки