От хрупкой до плодородной: наука восстановления песчаных почв

от

Песчаные почвы — это сыпучие, сухие и упорно непродуктивные земли. Они простираются на обширных территориях Южной Австралии и Западной Виктории и долго сопротивлялись традиционным методам ведения сельского хозяйства. Они теряют воду, вымывают питательные вещества и слишком часто поглощают лучшие усилия земледельцев.

В одной только Южной Австралии эти лёгкие почвы с низким плодородием занимают миллионы гектаров — от полуострова Эйр до Западной Виктории — и традиционно считались трудными, если не невозможными для успешного земледелия. Но это представление меняется.

«По мере того как мы сталкиваемся с растущей нестабильностью климата, способность производить продукты питания в наших наиболее уязвимых ландшафтах и для наших наиболее уязвимых сообществ становится всё более важной», — сказала учёный-исследователь CSIRO доктор Тереза МакБит, возглавляющая долгосрочный проект по восстановлению песчаных почв.

Подобные проблемы с песчаными почвами также наблюдаются на песчаных равнинах Западной Австралии, хотя этот проект сосредоточен на южном регионе возделывания сельскохозяйственных культур.

«Здесь, на юге Австралии, мы пережили засуху. Однако, управляя ограничениями песчаных почв, мы видим, что культуры достигают поразительно высокой эффективности использования воды даже в таких сложных условиях», — говорится в исследовании.

Улучшение не просто защищает урожай — оно создаёт меру стабильности доходов в более широком диапазоне сезонов. И всё началось с простого вопроса: как мы можем восстановить песчаные почвы, не создавая новых проблем?

Исследование проводится компанией Grains Research & Development Corporation (GRDC) и началось в 2016 году. Оно сосредоточено на понимании конкретных ограничений этих почв. В одних районах это водопроницаемость — накопление восковых остатков на поверхности, которое препятствует впитыванию осадков. В других проблема лежит глубже: почва уплотнена и плотна, что затрудняет рост корней. Многие песчаные почвы также с трудом удерживают питательные вещества, а это значит, что растения не могут получить то, что им нужно для роста.

«Мы хотели сначала понять проблему, а затем найти правильный инструмент для её решения», — объяснила Тереза.

Теперь, на втором этапе проекта, который продлится до 2028 года, исследователи не только совершенствуют методы обработки, но и тестируют, как поддерживать и наращивать полученные результаты с течением времени.

Доктор Мелисса Фрейзер, главный консультант компании Soil Function Consulting, отвечает за расширение и образовательные компоненты проекта, переводя исследования в практические инструменты и советы для фермеров.

«Помимо получения результатов исследований, мы имеем чёткое указание в рамках проекта — развивать у фермеров способность понимать свои ограничения, что даёт им наилучшие шансы на успех после улучшения состояния почв», — сказала Мелисса.

В основе этого подхода лежит техника, называемая глубокой обработкой почвы, когда специализированная техника используется для рыхления слоёв почвы на глубине до 60 сантиметров. Это помогает корням растений проникать глубже, обеспечивая им доступ к влаге и питательным веществам, хранящимся под поверхностью.

«Это способ защитить урожай от взлётов и падений, которые происходят у поверхности — особенно во время засухи, но это также то, что мы должны применять стратегически и осторожно», — сказала Тереза.

Эта осторожность вполне обоснована. В отличие от традиционного вспахивания, глубокая обработка почвы не предназначена для повсеместного использования или слишком частого применения. При неправильном типе почвы это может увеличить риск эрозии или даже снизить доступ растений к воде за счёт поднятия тяжёлой глины.

«Мы разработали способы использования данных и картографирования, чтобы точно определить, где на участке это будет эффективно — и, что не менее важно, где этого делать не стоит», — сказала она.

Для поддержки таких точных подходов исследователи из Центра исследований и проектирования сельскохозяйственной техники (AMRDC) при Университете Южной Австралии (вскоре — Университет Аделаиды) разработали и модифицировали технику, которая может как рыхлить, так и перемешивать почву с внесением органических веществ — техника, называемая включением рыхления.

Доктор Крис Сондерс, старший научный сотрудник и инженер-агроном в Университете Аделаиды, объяснил, что они использовали моделирование на основе дискретных частиц, чтобы предсказать, как различные орудия обработки почвы будут взаимодействовать с типами почв и где улучшения наиболее вероятны.

«Выбор машины имеет решающее значение, но во многих случаях мы обнаружили, что они недоступны для австралийских производителей, или они не оптимизированы, как в случае с включением рыхления», — сказал Крис.

«Улучшение работы машин с помощью компьютерного моделирования действительно ускоряет процесс поиска лучшего решения, которое проверяется в полевых испытаниях проекта, помогая расширить границы возможного в этих проблемных почвах», — добавил он.

Улучшение почвы — это только часть истории — не менее важно поддерживать её здоровье с течением времени. После обработки песчаного участка исследователи изучают, как лучше всего поддерживать его с помощью подходящих культур, методов посева и внесения питательных веществ.

«Если вы облегчаете рост корней, вам нужно убедиться, что там достаточно плодородия, чтобы их поддерживать», — сказала Тереза. «Иначе вы просто сместили проблему».

В 2024 году испытания, включая участки в Харминде, Кумандюке и Копевилле в Южной Австралии, столкнулись с жестоким испытанием: сезон, отмеченный морозами, значительным опозданием первых значительных осадков в начале вегетационного периода после засушливых условий) и рекордно низким количеством осадков. Даже в таких условиях улучшенные почвы произвели в два раза больше биомассы, чем необработанные участки. В самых экстремальных случаях наблюдалось увеличение урожайности до 250% в ранее плохо работавших зонах.

Преимущества заключаются не только в урожайности. Производители сообщают о лучшем управлении сорняками, возможности выращивать новые культуры, такие как бобовые, и большей согласованности между ландшафтами. По мере роста цен на землю и непредсказуемости климатических условий инвестирование в землю, которой уже владеют фермеры, становится более жизнеспособной стратегией, чем простое расширение.

Проект охватывает 23 активных испытательных участка и включает более 30 исследователей, семь партнёров по контракту и около 20 сотрудничающих производителей. Это модель совместных исследований, в которой фермерские референтные группы внедрены в каждый регион.

«Они помогают формировать вопросы, которые мы задаём, и держат науку в рамках реалий ведения сельского хозяйства», — сказала Тереза.

Работа поддерживается партнёрами, включая Сиднейский университет, Университет Аделаиды, EPAG Research, Soil Function Consulting и несколько региональных групп агрономов. Вместе они создают практическое руководство, основанное на доказательствах, для устойчивого управления почвами — с целью преодоления цикла бумов и спадов, который определял прошлые методы обработки почвы.

Эндрю Уэр, исследователь-агроном и директор EPAG Research, сказал, что они считают чрезвычайно полезным быть частью команды.

«Этот проект объединяет передовые научные разработки и высокомотивированных производителей, чтобы помочь преобразовать даже наши самые сложные почвы в продуктивные и устойчивые системы», — сказал Эндрю.

«Нет серебряной пули», — сказала Тереза. «Но то, что мы видим сейчас, — это система, которая раскручивается и поддерживает себя. Она более продуктивна, более устойчива и лучше подготовлена к предстоящим сезонам».

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте