Спасение нашей почвы: как расширить житницу США

Новое исследование Массачусетского университета в Амхерсте показывает, что быстрая и неустойчивая скорость эрозии верхнего слоя почвы может быть значительно снижена с помощью уже применяемых на практике методов ведения сельского хозяйства с нулевой обработкой почвы.

Массачусетский университет в Амхерсте

На фото: Профессор геолого-геофизических наук Массачусетского университета в Амхерсте Исаак Ларсен стоит на эрозионном откосе в Стинсон-Прейри, штат Айова.посмотреть больше

Фото: Массачусетский университет в Амхерсте.

25 мая 2023 г.

Сохранение нашей почвы: как продлить плодородие житницы США на столетия

Новое исследование Массачусетского университета в Амхерсте показывает, что быстрая и неустойчивая скорость эрозии верхнего слоя почвы может быть значительно снижена с помощью уже применяемых на практике методов ведения сельского хозяйства с нулевой обработкой почвы.

АМХЕРСТ, Массачусетс – Средний Запад США потерял 57,6 миллиардов тонн верхнего слоя почвы из-за методов ведения сельского хозяйства за последние 160 лет, а скорость эрозии, даже если следовать рекомендациям Министерства сельского хозяйства США, все еще в 25 раз выше, чем скорость в какой верхний слой почвы образуется. Тем не менее, нам не нужно отчаиваться: исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте недавно сообщили в журнале Earth's Future, что нулевая обработка почвы, которая в настоящее время практикуется на 40 процентах пахотных земель на Среднем Западе, может повысить нынешний уровень плодородия почвы на следующие несколько столетий. Это имеет последствия для всего: от продовольственной безопасности до смягчения последствий изменения климата.

Подавляющее большинство продуктов, которые мы все едим, выращивается в верхнем слое почвы, в этой богатой углеродом черноземе, которая питает все, от арбузов до брюссельской капусты. То, что большинство из нас называет верхним слоем почвы, ученые называют почвой горизонта А, и эти почвы горизонта А, плодородие которых развивалось на протяжении тысячелетий, подвержены эрозии.

«Когда большинство людей думают об эрозии, они думают о ветре или воде», — говорит Джеффри Кванг, в настоящее время научный сотрудник Университета Миннесоты, который завершил это исследование в рамках своих постдокторских исследований в Исследовательской группе геоморфологии Исаака Ларсена в Массачусетском университете в Амхерсте и возглавляет автор статьи. «Оказывается, гораздо более серьезным фактором эрозии почвы на Среднем Западе США стало традиционное сельское хозяйство».

Но какова нынешняя скорость эрозии, очень сложно точно определить, хотя, как показала за последние несколько лет Группа геоморфологических исследований, эрозия почвы в житнице США намного сильнее и происходит гораздо быстрее. чем предполагалось ранее.

Краткая история потери почвы на Среднем Западе

С 2021 года члены исследовательской группы Ларсена, в том числе Кванг, Эван Талер, Кэролайн Куорриер и другие, открывают новые горизонты в мире почвоведения.

Первоначальное исследование группы показало, что более трети Кукурузного пояса на Среднем Западе — почти 30 миллионов акров — полностью потеряли богатый углеродом верхний слой почвы, богатый слой А-горизонта. Кроме того, команда показала, что эрозия, вероятно, произошла из-за современной практики обработки почвы, при которой плуги тащат по полям, перемещая верхний слой почвы с более высоких на более низкие высоты. К сожалению, собственные оценки Министерства сельского хозяйства США не учитывают эрозию, вызванную вспашкой, и поэтому агентство упустило из виду основной фактор эрозии.

Год спустя команда обнаружила, что Средний Запад потерял 57,6 миллиардов тонн почвы с тех пор, как европейцы-американцы начали обрабатывать этот регион, примерно 160 лет назад. Этот исторический уровень потерь, который в основном связан с обработкой почвы, почти вдвое превышает уровень, который Министерство сельского хозяйства США считает устойчивым.

Наконец, команда недавно показала, что почва Среднего Запада эрозирует в 10–1000 раз быстрее, чем в досельскохозяйственную эпоху, и что текущий верхний предел устойчивой эрозии, установленный Министерством сельского хозяйства США (1 мм в год), составляет в среднем в 25 раз больше. больше, чем то, что на самом деле является устойчивым.

Моделирование будущего

«Мы уже обнаружили, как история эрозии в США сформировала нашу нынешнюю реальность», — говорит Исаак Ларсен, доцент кафедры наук о Земле, географии и климата в Массачусетском университете в Амхерсте и старший автор статьи. «Но что произойдет в будущем?»