Как наводнения влияют на качество сельхозземель
Во всем мире растёт интенсивность и частота наводнений
Только за последние несколько месяцев рекордные по силе наводнения обрушились на Нью-Джерси и Нью-Йорк, Ливию и Грецию, унеся жизни тысяч людей и нанеся масштабный ущерб инфраструктуре, сельскохозяйственным угодьям и животноводству. Это, в свою очередь, оказывает давление на сельское хозяйство, что может привести к ухудшению продовольственной безопасности.
По сравнению с видимыми разрушениями, вызываемыми наводнениями, воздействие на почву является более тонким, но не менее важным. Наводнения могут нанести ущерб биологии и здоровью почвы, а также полезным микроорганизмам и более крупным организмам, таким как личинки насекомых, нематоды, вилохвостки и дождевые черви, которые живут в почве и выполняют такие фундаментальные функции, как разложение растительных остатков, переработка питательных веществ, стимулирование роста растений и защита от стрессовых факторов, включая насекомых. Повреждение этой симбиотической экосистемы имеет далеко идущие последствия для растениеводства.
Новые исследования, проведенные в моей лаборатории в Университете штата Иллинойс, где изучается влияние наводнений на почвенно-микробные сообщества и основные сельскохозяйственные культуры, такие как кукуруза и томаты, а также исследования, выполненные другими учеными, показывают, что экстремально влажные условия могут привести к серьезным потерям урожая, в том числе из-за снижения роста растений и незасеянности сельскохозяйственных угодий.
Как подготовить многосторонние банки развития к борьбе за климат
Мир столкнулся с величайшей угрозой, но при этом он скован в своих действия... →
Несмотря на относительно ограниченный объем исследований, их результаты также показали, что наводнение может негативно влиять на функционирование почвы и почвенно-микробных сообществ. В одном из экспериментов с яровой пшеницей было обнаружено, что наводнение приводит к истощению полезных микроорганизмов и увеличению количества тех, которые наносят вред растениям. Другой эксперимент показал, что эти экстремальные явления привели к снижению биомассы микроорганизмов и содержания грибков в почве.
Более того, как только вода отступает, выжившие микробы оказываются в принципиально иной среде обитания: в зависимости от условий они могут быстро восстановиться или медленно погибнуть. Без здорового и функционального почвенного микробиома питательные вещества не перерабатываются, а растения ослабевают, открывая путь для атаки захватчиков – насекомых и патогенных микроорганизмов.
Это вредно не только для растений, но и для человека. Здоровые почвы являются основой производства здоровых продуктов питания: от них зависит выращивание культур с высокой питательной ценностью. Исследования различных методов ведения сельского хозяйства показали, что здоровье почвы играет важную – и часто недооцененную – роль в определении питательной ценности выращиваемых продуктов. Это означает, что нам необходимо проводить больше исследований, направленных на понимание воздействия наводнений на культуры, имеющие значение для продовольственной безопасности, включая изучение влияния наводнений на биологию, качество и здоровье почвы, в том числе на последствия для полезных почвенных микроорганизмов.
Более того, исследователи должны определить меры, которые после наводнения помогут поддержать здоровье растений, восстановить плодородие почвы и способствовать восстановлению обитающих в почве микроорганизмов и более крупных организмов. Например, внесение азотных удобрений сразу после наводнения было предложено в качестве одной из стратегий смягчения последствий, которая способна вернуть к жизни растения, оказавшиеся в воде.
Почему беднейшие страны находятся в отчаянном положении, а остальной мир закрывает на это глаза
Ему легко это делать, потому что страны с низкими доходами мало что значат ... →
К сожалению, для восстановления обитающих в почве микробов и более крупных организмов может потребоваться больше времени, чем для восстановления активно растущих растений. Их восстановление может длиться от года до нескольких лет, в зависимости от нескольких факторов, включая продолжительность и силу наводнения, а также состояние почвы перед экстремальным увлажнением. В числе рекомендуемых мер по восстановлению этих организмов – использование покровных культур.
Эти исследования должны дополняться моделированием, которое поможет определить, где в будущем могут произойти наводнения и как долго они могут продолжаться. Проведение экспериментов во всех условиях окружающей среды, некоторые из которых еще предстоит создать, не представляется возможным. Поэтому моделирование наводнений является важнейшим инструментом для проверки гипотез и анализа различных сценариев, особенно в отношении качества почвы, микробных сообществ и здоровья растений.
Данные, полученные в результате научных инициатив и модельных исследований, должны широко распространяться и доводиться до сведения правительств и гуманитарных организаций. Таким образом, политики и лидеры гражданского общества смогут разработать стратегии и меры по предотвращению деградации почв, вызванной наводнениями.
Страны всего мира должны установить взаимосвязь между наводнениями, качеством почвы, здоровьем растений и отсутствием продовольственной безопасности. Только заботясь о невидимом мире микроскопической жизни, лежащем в основе нашего сельского хозяйства, мы сможем разработать комплексную стратегию готовности и научно обоснованные меры по минимизации вредного воздействия наводнений на растениеводство. Поскольку экстремальные погодные явления становятся все более частыми и интенсивными, пришло время перестать относиться к нашей почве как к грязи.
Эстер Нгумби, доцент кафедры энтомологии и афроамериканских исследований Иллинойского университета в Урбане-Шампейне
