PHỤC HỒI ĐẤT: 5 NGUYÊN TẮC CỐT LÕI
Trung Giang Co.Ltd
Trung Giang Co.Ltd
Trung Giang Co.Ltd
Hotline
0944 919 698
Hotline
0944 919 698
Phục hồi đất là quá trình cải thiện cấu trúc, đời sống vi sinh vật , mật độ dinh dưỡng và mức cacbon tổng thể của đất. Nhiều nỗ lực của con người - những người đứng đầu nông nghiệp thông thường - đã làm cạn kiệt Trái đất đến mức mức dinh dưỡng trong hầu hết các loại thực phẩm đã giảm từ 10 đến 100% trong 70 năm qua. Mặc dù vậy, chất lượng đất có thể cải thiện đáng kể khi nông dân và người làm vườn duy trì lớp phủ mặt đất liên tục, tăng quần thể vi khuẩn, khuyến khích đa dạng sinh học, giảm sử dụng hóa chất nông nghiệp và tránh làm đất.
Quá trình phục hồi đất bắt đầu bằng quá trình quang hợp.
Hãy tưởng tượng có một quá trình có thể loại bỏ carbon dioxide (CO 2 ) khỏi bầu khí quyển, thay thế nó bằng oxy cung cấp sự sống, hỗ trợ hệ vi sinh vật trong đất mạnh mẽ, tái tạo lớp đất mặt, tăng cường mật độ dinh dưỡng của thực phẩm, khôi phục cân bằng nước cho cảnh quan và tăng lợi nhuận của nông nghiệp. May mắn thay, có. Nó được gọi là quang hợp.
Trong điều kỳ diệu của quá trình quang hợp, diễn ra trong lục lạp của lá xanh, CO 2 từ không khí và H 2 O từ đất được kết hợp để thu nhận năng lượng ánh sáng và biến nó thành năng lượng sinh hóa dưới dạng đường đơn.
Những loại đường đơn này - thường được gọi là đường quang hợp - là thành phần cấu tạo của sự sống. Thực vật biến đổi đường thành rất nhiều hợp chất cacbon khác, bao gồm tinh bột, protein, axit hữu cơ, xenlulo, lignin, sáp và dầu.
Trái cây, rau, quả hạch, hạt và ngũ cốc là ánh sáng mặt trời đóng gói có nguồn gốc từ quá trình quang hợp. Oxy mà tế bào của chúng ta và tế bào của các sinh vật sống khác sử dụng trong quá trình hô hấp hiếu khí cũng bắt nguồn từ quá trình quang hợp.
Đáng chú ý, nhiều hợp chất cacbon có nguồn gốc từ đường đơn được hình thành trong quá trình quang hợp cũng rất cần thiết để tạo ra lớp đất mặt có cấu trúc tốt. Không có quang hợp sẽ không có đất. Khoáng sản đá phong hóa, có… nhưng không có lớp đất mặt màu mỡ .
Điều đáng ngạc nhiên đối với nhiều người là hơn 95% sự sống trên cạn cư trú trong đất, và hầu hết năng lượng cho thế giới tuyệt vời dưới chân chúng ta có nguồn gốc từ carbon thực vật. Dịch tiết từ rễ cây là nguồn giàu năng lượng nhất trong số các nguồn cacbon này. Để đổi lấy ' cacbon lỏng ' , vi sinh vật ở vùng lân cận rễ cây - và vi sinh vật liên kết với thực vật thông qua mạng lưới nấm có ích - làm tăng sự sẵn có của các khoáng chất và nguyên tố vi lượng cần thiết để duy trì sức khỏe và sức sống của vật chủ thực vật của chúng (1, 2).
Bruce Tainio: Sửa đổi Đời sống Vi sinh vật trong Đất, từ Triển lãm Thương mại & Hội nghị Eco-Ag 2005. (1 giờ 2 phút) Hãy lắng nghe khi nhà nông học nổi tiếng giải thích cách nuôi sống vi sinh vật trong đất của bạn và phát triển đa dạng sinh học vi sinh vật tối ưu.
Hoạt động của vi sinh vật cũng thúc đẩy quá trình kết tụ, giúp tăng cường sự ổn định cấu trúc của đất, khả năng thông khí, thẩm thấu và giữ nước. Tất cả các sinh vật - trên và dưới mặt đất - đều được hưởng lợi khi cầu vi khuẩn thực vật hoạt động hiệu quả.
Đáng buồn thay, nhiều phương pháp canh tác ngày nay đã làm tổn hại nghiêm trọng đến cộng đồng vi sinh vật trong đất, làm giảm đáng kể lượng carbon lỏng được chuyển đến và ổn định trong đất. Điều này tạo ra phản hồi tiêu cực trên toàn tuyến. Trong 150 năm qua, nhiều loại đất nông nghiệp hàng đầu trên thế giới đã mất từ 30 đến 75% lượng carbon, làm tăng thêm hàng tỷ tấn CO 2 vào khí quyển (3).
Việc mất carbon trong đất làm giảm đáng kể tiềm năng sản xuất của đất và lợi nhuận của việc canh tác. Suy thoái đất đã gia tăng trong những thập kỷ gần đây - khoảng 30% diện tích đất trồng trọt trên thế giới đã bị bỏ hoang trong 40 năm qua do đất bị suy giảm (4). Với dân số toàn cầu được dự đoán sẽ đạt đỉnh gần 10 tỷ người vào năm 2050, nhu cầu phục hồi đất chưa bao giờ trở nên cấp bách hơn. Rối loạn chức năng của đất cũng ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động vật.
Trong 70 năm qua, mức độ của mọi chất dinh dưỡng trong hầu hết mọi loại thực phẩm đã giảm từ 10 đến 100 phần trăm. Đây là một thực tế cực kỳ nghiêm túc. Một cá nhân ngày nay sẽ cần tiêu thụ gấp đôi thịt, gấp ba lần trái cây và gấp bốn đến năm lần số lượng rau củ để có được cùng một lượng khoáng chất và nguyên tố vi lượng có sẵn trong cùng một loại thực phẩm vào năm 1940.
Tiến sĩ David Thomas (5,6) đã cung cấp một phân tích toàn diện về những thay đổi lịch sử trong thành phần thực phẩm từ các bảng được công bố bởi Hội đồng Nghiên cứu Y khoa Úc, Bộ Nông nghiệp, Bộ Thủy sản và Thực phẩm, và Cơ quan Tiêu chuẩn Thực phẩm. Bằng cách so sánh dữ liệu có sẵn vào năm 1940 với dữ liệu năm 1991, Thomas đã chứng minh sự mất mát đáng kể về hàm lượng khoáng chất và nguyên tố vi lượng trong mỗi nhóm thực phẩm mà ông điều tra.
Sự suy giảm chất dinh dưỡng được tóm tắt trong bài đánh giá của Thomas thể hiện mức trung bình có trọng số của những thay đổi về khoáng chất và nguyên tố vi lượng trong 27 loại rau và 10 loại thịt:
5. Sự suy giảm khoáng chất trong rau (1940-1991; trung bình 27 loại rau):
Đồng - giảm 76%
Canxi - giảm 46%
Sắt - giảm 27%
Magiê - giảm 24%
Kali - giảm 16%
6. Sự cạn kiệt khoáng chất trong thịt (1940-1991; trung bình của 10 loại thịt):
Đồng - giảm 24%
Canxi - giảm 41%
Sắt - giảm 54%
Magie - giảm 10%
Kali - giảm 16%
Phốt pho - giảm 28%
Sự suy giảm đáng kể khoáng chất và nguyên tố vi lượng cũng được ghi nhận trong 17 loại trái cây và hai sản phẩm sữa được thử nghiệm trong cùng thời kỳ (5). Sự cạn kiệt khoáng chất trong thịt và sữa phản ánh thực tế là động vật đang tiêu thụ thực vật và / hoặc ngũ cốc mà bản thân chúng đã bị cạn kiệt khoáng chất.
Ngoài sự suy giảm tổng thể về mật độ chất dinh dưỡng, Thomas đã tìm thấy những thay đổi đáng kể trong tỷ lệ các khoáng chất với nhau. Do có những tỷ lệ khoáng chất và nguyên tố vi lượng quan trọng đối với chức năng sinh lý tối ưu, nên rất có thể những tỷ lệ sai lệch này có ảnh hưởng đến sức khỏe và hạnh phúc của con người (5).
Người ta thường tin rằng sự giảm đáng kể mật độ dinh dưỡng của các loại thực phẩm được sản xuất bằng hóa chất ngày nay là do hiệu ứng pha loãng. Sự pha loãng xảy ra khi sản lượng tăng nhưng hàm lượng khoáng chất giảm. Tuy nhiên, điều đáng kể là các loại rau, hoa màu và đồng cỏ được trồng trên đất khỏe mạnh, có hoạt tính sinh học không thể hiện các mức dinh dưỡng bị tổn hại này.
Chỉ trong một số trường hợp hiếm hoi thì khoáng chất và nguyên tố vi lượng hoàn toàn không có trong đất. Hầu hết “sự thiếu hụt” được quan sát thấy ở thực vật, động vật và con người ngày nay là do điều kiện đất đai không thuận lợi cho việc hấp thụ chất dinh dưỡng. Các khoáng chất có trong đất nhưng đơn giản là không có sẵn trong thực vật. Bổ sung các nguyên tố vô cơ để sửa chữa những cái gọi là thiếu hụt này là một cách làm không hiệu quả. Thay vào đó chúng ta cần giải quyết các nguyên nhân sinh học của rối loạn chức năng.
Khoảng 85 đến 90 phần trăm việc thu nhận chất dinh dưỡng của thực vật là nhờ vi sinh vật. Khả năng của đất để hỗ trợ các loại cây trồng, đồng cỏ, trái cây và rau giàu dinh dưỡng đòi hỏi sự hiện diện của một loạt các vi sinh vật đất đa dạng từ một loạt các nhóm chức năng.
Phần lớn các vi sinh vật tham gia vào quá trình thu nhận chất dinh dưỡng là phụ thuộc vào thực vật. Đó là, chúng phản ứng với các hợp chất cacbon tiết ra từ rễ của cây xanh đang phát triển tích cực. Nhiều nhóm vi sinh vật quan trọng này bị tác động tiêu cực bởi việc sử dụng “chất diệt khuẩn” - thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, thuốc diệt côn trùng và thuốc diệt nấm.
Nói tóm lại, hoạt động của hệ sinh thái đất được xác định bởi sự hiện diện, đa dạng và tốc độ quang hợp của cây xanh đang phát triển tích cực - cũng như sự có hay không của các chất độc hóa học.
Nhưng ai quản lý thực vật và hóa chất? Bạn đoán nó ... chúng tôi làm.
May mắn thay, người tiêu dùng ngày càng nhận thức được rằng thực phẩm không chỉ là một loại hàng hóa (7). Tùy thuộc vào chúng ta để khôi phục tính toàn vẹn của đất, độ phì nhiêu, cấu trúc và khả năng giữ nước - không phải bằng cách áp dụng Band-Aids cho các triệu chứng mà bằng cách quản lý hệ thống sản xuất thực phẩm của chúng ta tốt hơn.
Đất có thể hoạt động như một nguồn carbon - thêm carbon vào khí quyển - hoặc bể chứa carbon - loại bỏ CO 2 khỏi khí quyển. Động lực của phương trình nguồn / chìm phần lớn được xác định bởi quản lý đất đai.
Trong nhiều thiên niên kỷ, một chu trình carbon hiệu quả cao đã phát triển, trong đó việc thu giữ, lưu trữ, chuyển giao, giải phóng và thu hồi năng lượng sinh hóa dưới dạng các hợp chất carbon lặp đi lặp lại. Sức khỏe của đất và sức sống của thực vật, động vật và con người phụ thuộc vào hoạt động hiệu quả của chu trình này.
Sự phát triển công nghệ kể từ cuộc Cách mạng Công nghiệp đã tạo ra máy móc có khả năng khai thác một lượng lớn nhiên liệu hóa thạch từ bên dưới bề mặt Trái đất cũng như máy móc có khả năng tạo ra những vùng đồng cỏ và rừng rậm trống trải. Điều này đã dẫn đến việc giải phóng một lượng CO 2 ngày càng tăng vào khí quyển đồng thời phá hủy bể tự nhiên lớn nhất mà chúng ta có thể kiểm soát.
Sự suy giảm công suất bồn rửa tự nhiên đã khuếch đại tác động của khí thải do con người gây ra. Nhiều loại đất nông nghiệp, làm vườn, đất lâm nghiệp và đất vườn ngày nay là nguồn cacbon ròng. Có nghĩa là, những loại đất này đang mất nhiều carbon hơn là chúng đang cô lập.
Tiềm năng đảo ngược sự di chuyển ròng của CO 2 vào khí quyển thông qua việc quản lý đất và thực vật được cải thiện là rất lớn. Quản lý lớp phủ thực vật theo cách tăng cường khả năng cô lập của đất và lưu trữ một lượng lớn carbon trong khí quyển ở dạng ổn định cung cấp một giải pháp thực tế và gần như tức thì cho một số vấn đề thách thức nhất mà nhân loại đang phải đối mặt.
Chìa khóa để phục hồi đất thành công và hấp thụ carbon là hiểu đúng những điều cơ bản.
Quá trình quang hợp hút hàng trăm tỷ tấn CO 2 từ khí quyển mỗi năm. Tác động của việc giảm này đã được minh họa đáng kể trong một hình ảnh trực quan tuyệt đẹp do NASA công bố vào năm 2014 (8). Sự di chuyển của cacbon từ khí quyển vào đất - thông qua cây xanh - đại diện cho công cụ mạnh mẽ nhất mà chúng ta có để phục hồi chức năng của đất và giảm lượng CO 2 trong khí quyển .
Trong khi mỗi cây xanh là một máy bơm carbon chạy bằng năng lượng mặt trời, thì khả năng quang hợp và tốc độ quang hợp của thực vật sống (chứ không phải sinh khối của chúng) sẽ thúc đẩy quá trình phản ứng sinh học của carbon ổn định trong đất. Khả năng quang hợp là lượng ánh sáng bị lá xanh cản trở trong một diện tích nhất định (được xác định bằng tỷ lệ phần trăm độ tàn che, chiều cao cây, diện tích lá, hình dạng lá và các kiểu sinh trưởng theo mùa).
Trên đất nông nghiệp, khả năng quang hợp có thể được cải thiện thông qua việc sử dụng các loại cây che phủ đa loài, kết hợp động vật, đồng cỏ nhiều loài và chăn thả gia súc chiến lược. Trong công viên và sân vườn, sự đa dạng của thực vật và chiều cao cắt cỏ là những yếu tố quan trọng. Đất trống không có khả năng quang hợp. Đất trống cũng là một nguồn cacbon ròng và dễ bị xói mòn bởi gió và nước.
Tốc độ quang hợp là tốc độ thực vật có thể chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành đường. Nó được xác định bởi nhiều yếu tố, bao gồm cường độ ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ, sự sẵn có của chất dinh dưỡng và nhu cầu đối với cây trồng của các loài cộng sinh vi sinh vật. Ví dụ, sự hiện diện của nấm rễ có thể làm tăng đáng kể tốc độ quang hợp. Thực vật quang hợp ở tốc độ cao có hàm lượng đường và chất khoáng cao, ít bị sâu bệnh và góp phần cải thiện tăng trọng ở vật nuôi.
Tốc độ quang hợp có thể được đánh giá bằng cách đo độ Brix bằng khúc xạ kế . Khả năng quang hợp toàn cầu và / hoặc tốc độ quang hợp tăng khoảng 5% sẽ đủ để chống lại dòng CO 2 từ việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, miễn là lượng carbon bổ sung được cô lập trong đất ở dạng ổn định. Điều này là khả thi. Trung bình, đất trồng trọt toàn cầu bị bỏ trống khoảng một nửa hàng năm (9). Nếu bạn có thể nhìn thấy đất, nó đang mất carbon!
Cả khả năng quang hợp và tốc độ quang hợp đều bị tác động mạnh bởi sự quản lý. Những nông dân hàng đầu về ánh sáng đang phát triển những cách thức sáng tạo và năng suất cao để giữ cho đất được bao phủ và sống động, đồng thời sản xuất thức ăn giàu dinh dưỡng và chất xơ chất lượng cao.
Quản lý chăn thả
Chủ đề này đòi hỏi nhiều không gian hơn hiện có, nhưng điều tối quan trọng là phải chăn thả ít hơn 50 phần trăm lá xanh có sẵn (xem hình trên). Giữ lại đủ diện tích lá giúp giảm tác động của việc chăn thả lên khả năng quang hợp và cho phép khôi phục sinh khối nhanh chóng về mức được chăn thả trước. Trong khoảng thời gian 12 tháng, lượng thức ăn thô xanh sẽ được tạo ra nhiều hơn đáng kể - và lượng carbon cô lập trong đất nhiều hơn - nếu đồng cỏ được chăn thả cao hơn là ngắn.
Ngoài diện tích lá, chiều cao đồng cỏ có ảnh hưởng đáng kể đến việc xây dựng đất, giữ ẩm, chu kỳ dinh dưỡng và chất lượng nước. Để duy trì khả năng quang hợp (và để đảm bảo phục hồi nhanh chóng), rất có lợi khi đưa gia súc ra khỏi đồng cỏ trước khi bạn có thể nhìn thấy chân của chúng.
Chăn thả tái sinh có thể cực kỳ hiệu quả trong việc khôi phục lượng carbon trong đất sâu dưới lòng đất. Carbon càng sâu, càng được bảo vệ khỏi quá trình phân hủy oxy hóa và vi sinh vật. Sự cô lập có ý nghĩa nhất là xảy ra dưới 30 cm (12).
Máy móc ngày càng tinh vi và rất nhiều “cide” đã cung cấp các phương tiện để dân số hành tinh đang gia tăng nhanh chóng để tạo ra mặt đất trống trên hàng tỷ mẫu Anh, làm giảm đáng kể khả năng quang hợp toàn cầu. Giảm mức độ quang hợp đã dẫn đến giảm lưu lượng carbon vào đất, tác động đáng kể đến chức năng của đất và cảnh quan cũng như năng suất nông trại.
Carbon hữu cơ giữ từ bốn đến 20 lần trọng lượng của chính nó trong nước. Điều này có nghĩa là khi lượng cacbon bị cạn kiệt, khả năng giữ nước của đất bị tổn hại đáng kể. Khả năng giữ nước thấp dẫn đến kết cấu kém ổn định khi đất ướt và giảm sự phát triển của cây khi đất khô.
Một trong những phát hiện quan trọng nhất trong những năm gần đây là những cải thiện về khả năng thấm, giữ nước và khả năng chống chịu hạn hán khi các lớp đất bỏ hoang được thay thế bằng các lớp phủ đa loài. Sự cải thiện này đặc biệt rõ ràng ở những vùng có lượng mưa thấp hơn và trong những năm khô hạn (13).
Một hệ thống nông nghiệp lành mạnh là một hệ thống hỗ trợ tất cả các dạng sống. Thông thường, nhiều dạng sống trong đất được coi là không thể thiếu. Hay nói đúng hơn, chúng hoàn toàn không được xem xét.
Tầm quan trọng của cầu nối vi sinh thực vật trong việc chuyển giao và ổn định cacbon trong đất ngày càng được công nhận. Hệ vi sinh vật trong đất hiện được coi là biên giới tiếp theo trong nghiên cứu phục hồi đất.
Một trong những nhóm vi sinh vật xây dựng đất phụ thuộc vào thực vật quan trọng nhất là nấm rễ. Các kỹ sư hệ sinh thái đặc biệt này tiếp cận nguồn nước, bảo vệ vật chủ khỏi sâu bệnh và vận chuyển các chất dinh dưỡng như nitơ hữu cơ, phốt pho, lưu huỳnh, kali, canxi, magiê , sắt và các nguyên tố vi lượng thiết yếu bao gồm đồng, coban, kẽm, molypden, mangan và boron - tất cả để đổi lấy carbon lỏng. Nhiều yếu tố trong số này rất cần thiết cho khả năng chống chịu sâu bệnh và các điều kiện khí hậu khắc nghiệt như hạn hán, ngập úng và sương giá.
Khi cộng sinh nấm rễ hoạt động hiệu quả, 20-60 phần trăm carbon cố định trong lá xanh có thể được chuyển trực tiếp đến mạng lưới sợi đất, nơi một phần được kết hợp với nitơ cố định sinh học và chuyển đổi thành các hợp chất humic ổn định . Điều này xảy ra càng sâu trong mặt đất càng tốt. Các polyme humic được hình thành bởi hệ sinh vật đất trong nền đất cải thiện cấu trúc đất, độ xốp, khả năng trao đổi cation và sự phát triển của cây trồng.
Chức năng của đất cũng bị ảnh hưởng mạnh bởi cấu trúc của nó. Để đất có cấu trúc tốt, đất phải có sự sống. Sự sống trong đất cung cấp chất keo và chất dẻo giúp các hạt đất kết dính với nhau thành những cục nhỏ bằng hạt đậu được gọi là kết tụ. Khoảng trống giữa các cốt liệu cho phép hơi ẩm xâm nhập dễ dàng hơn. Độ ẩm hấp thụ vào các tập hợp đất được bảo vệ khỏi sự bay hơi, giúp đất giữ ẩm lâu hơn sau khi mưa hoặc tưới. Điều này giúp cải thiện năng suất và lợi nhuận của trang trại.
Đất có cấu trúc tốt cũng ít bị xói mòn và nén chặt, và chúng hoạt động hiệu quả hơn như một bộ lọc sinh học.
Đáng buồn thay, nhiều vi sinh vật quan trọng đối với chức năng của đất đã không hoạt động. Chúng ta có thể lấy lại chúng không? Một số nhà sản xuất đã đạt được những cải thiện lớn về sức khỏe của đất trong một thời gian tương đối ngắn. Những người nông dân này đang làm gì khác biệt? Họ đa dạng hóa.
Mỗi loại cây đều toát lên sự pha trộn độc đáo của đường, enzym, phenol, axit amin, axit nucleic, auxin, gibberellin và các hợp chất sinh học khác, nhiều hợp chất trong số đó hoạt động như tín hiệu cho các vi sinh vật trong đất. Dịch tiết ra từ rễ thay đổi liên tục theo thời gian, tùy thuộc vào yêu cầu tức thời của cây. Thực vật càng đa dạng thì vi sinh càng đa dạng và hệ sinh thái đất càng mạnh.
Niềm tin rằng các hệ thống độc canh và quản lý chặt chẽ mang lại nhiều lợi nhuận hơn các hệ thống dựa trên sinh học đa dạng không còn tồn tại trong thực tế. Việc độc canh cần được hỗ trợ bởi lượng phân bón, thuốc diệt nấm, thuốc diệt côn trùng và các chất hóa học khác có tác dụng ức chế hoạt động sinh học của đất. Kết quả là chi tiêu cho hóa chất nông nghiệp thậm chí còn lớn hơn trong nỗ lực kiểm soát sâu bệnh, cỏ dại, dịch bệnh và các vấn đề sinh sản xảy ra sau đó.
Các đồng cỏ tự nhiên từng bao phủ các vùng rộng lớn của lục địa Châu Phi Úc, Bắc Mỹ, Nam Mỹ và cận Sahara - cộng với “đồng cỏ” của Châu Âu - chứa hàng trăm loại cỏ và pháo đài khác nhau. Những đồng cỏ và đồng cỏ đa dạng này rất năng suất trước khi đơn giản hóa thông qua chăn thả và / hoặc trồng trọt quá mức.
Những người nông dân sáng tạo đang thử nghiệm với 70 loài thực vật khác nhau để xem sự kết hợp nào có hiệu quả tốt nhất trong việc phục hồi đất. Một số nhà sản xuất ngũ cốc và rau quả đang dành tới 50% diện tích cây trồng thu tiền của họ cho các loại mồi đất đa dạng nhiều loài. Họ tin rằng lợi ích vượt xa chi phí. Người ta đã báo cáo rằng hai mùa đầy đủ của một lớp phủ đa loài có thể thực hiện những điều kỳ diệu về sức khỏe của đất. Hỗn hợp đậu Hà Lan với cải dầu, cỏ ba lá hoặc đậu lăng với lúa mì, đậu tương và / hoặc đậu tằm với ngô, kiều mạch và / hoặc đậu Hà Lan với khoai tây ngày càng trở nên phổ biến.
Việc tích hợp động vật vào đất trồng trọt cũng có thể cực kỳ có lợi. Tuy nhiên, điều này không cần phải phức tạp. Một cái gì đó đơn giản như bao gồm một hoặc hai người bạn đồng hành với cây trồng tiền mặt có thể tạo ra một thế giới khác biệt.
Cũng như cải thiện chức năng của đất, thực vật đồng hành cung cấp môi trường sống và thức ăn cho những kẻ săn mồi côn trùng. Nghiên cứu gần đây (15) đã chỉ ra rằng khi sự đa dạng của côn trùng trong cây trồng và đồng cỏ tăng lên, tỷ lệ côn trùng gây hại giảm, làm giảm nhu cầu sử dụng thuốc trừ sâu.
Một khía cạnh của cấu trúc cộng đồng thực vật đang được nghiên cứu tăng cường chú ý là sự hiện diện của 'mạng lưới nấm rễ phổ biến' (CMN) trong các đồng cỏ, hoa màu và vườn rau đa dạng.
Người ta đã phát hiện ra rằng thực vật trong các cộng đồng hỗ trợ lẫn nhau bằng cách liên kết với nhau trong các siêu đường cao tốc ngầm rộng lớn mà qua đó chúng có thể trao đổi cacbon, nước và chất dinh dưỡng (16,17). CMN làm tăng khả năng chống chịu sâu bệnh của cây trồng (18), nâng cao sức sống của cây và cải thiện sức khỏe của đất.
Trong các chuyến du lịch của mình, tôi đã thấy nhiều ví dụ về những cây trồng đơn canh bị căng thẳng về nước nghiêm trọng trong khi các loại cây trồng đa dạng bên cạnh chúng vẫn xanh tốt (xem ảnh trên).
Trong các loại cây trồng hỗn hợp, cỏ mùa ấm (chẳng hạn như cao lương và ngô) là những người 'cung cấp' hào phóng nhất cho các nguồn cacbon trong đất, trong khi các loại cây lá rộng được hưởng lợi nhiều nhất từ việc gia tăng các chất dinh dưỡng. Trong các hệ thống chăn nuôi, các vấn đề sức khỏe động vật liên quan đến việc thiếu đa dạng thực vật (và do đó là dinh dưỡng động vật) thường có thể có nghĩa là sự khác biệt giữa lãi và lỗ.
Đất sống có thể cải thiện đáng kể chu trình khoáng chất. Ví dụ, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng nấm rễ có thể cung cấp tới 90% nhu cầu nitơ (N) và phốt pho (P) của cây trồng (20). Ngoài việc bao gồm các loài đồng hành và đa loài trong luân canh cây trồng, việc duy trì đất sống thường đòi hỏi phải giảm việc bón phân tổng hợp có hàm lượng phân tích cao và các hóa chất khác.
Lợi nhuận là sự khác biệt giữa chi tiêu và thu nhập. Trong nhiều năm tới, chúng ta có lẽ sẽ tự hỏi tại sao phải mất quá nhiều thời gian để nhận ra sự vô ích của việc cố gắng trồng cây trên những loại đất rối loạn chức năng, chỉ dựa vào đầu vào tổng hợp ngày càng đắt đỏ.
Không có lượng phân NPK nào có thể bù đắp cho đất bị nén chặt, thiếu sức sống, có độ ẩm thấp và khả năng giữ nước thấp. Thật vậy, thêm nhiều phân bón hóa học thường làm cho mọi thứ tồi tệ hơn. Điều này đặc biệt đúng đối với N và P vô cơ.
Một hậu quả thường bị bỏ qua của việc áp dụng tỷ lệ N và P cao là thực vật không còn cần chuyển các-bon lỏng đến các cộng đồng vi sinh vật trong đất để có được các nguyên tố thiết yếu này. Lưu lượng carbon giảm có tác động tiêu cực đến sự kết tụ của đất và hạn chế năng lượng có sẵn cho các vi sinh vật liên quan đến việc thu nhận các khoáng chất và nguyên tố vi lượng quan trọng. Điều này làm tăng khả năng mẫn cảm của cây trồng đối với sâu bệnh.
Việc sử dụng phân bón N có hàm lượng phân tích cao gây ra chi phí đáng kể cho cả nông dân và môi trường. Chỉ từ 10 đến 40 phần trăm được cây trồng hấp thụ, có nghĩa là 60 đến 90 phần trăm lượng N được bón bị mất qua sự kết hợp của bay hơi và rửa trôi.
Người ta thường cho rằng nitơ chỉ đến từ phân bón hoặc cây họ đậu. Nhưng tất cả các loại cây xanh đều có khả năng phát triển liên kết với các vi sinh vật cố định đạm. Ngay cả khi bón phân N , thực vật vẫn thu được nhiều N từ các hiệp hội vi sinh vật.
Những người nông dân thử nghiệm các kỹ thuật canh tác xanh lâu năm đang phát hiện ra rằng đất của họ phát triển khả năng bẩm sinh để cố định nitơ trong khí quyển. Tuy nhiên, nếu tỷ lệ phân N cao đã được sử dụng trong một thời gian dài, điều quan trọng là phải cắt bỏ N từ từ, vì vi khuẩn cố định đạm sống tự do cần thời gian để tái lập.
Một trong những hậu quả không mong muốn khác của việc sử dụng phân bón nitơ là sản sinh ra oxit nitơ trong đất ngập úng và / hoặc đất chặt. Ôxít nitơ là một loại khí nhà kính có khả năng làm nóng lên toàn cầu gấp gần 300 lần so với điôxít cacbon.
Việc bón một lượng lớn P hòa tan trong nước, được tìm thấy trong phân bón như MAP, DAP, và superphotphat, sẽ ức chế sản xuất Strigolactone, một loại hormone thực vật quan trọng. Strigolactone làm tăng sự phát triển của rễ, sự phát triển của lông rễ và sự xâm chiếm của nấm rễ, cho phép thực vật tiếp cận tốt hơn với phốt pho đã có trong đất. Hậu quả lâu dài của việc ức chế strigolactone bao gồm sự mất ổn định của các tập hợp đất, tăng độ nén chặt của đất, và thực vật và động vật thiếu khoáng chất (ví dụ như selen thấp).
Ngoài việc có tác động xấu đến cấu trúc đất và mật độ dinh dưỡng của thực phẩm, việc bón lân vô cơ tan trong nước rất kém hiệu quả. Ít nhất 80 phần trăm P được sử dụng hấp thụ nhanh chóng vào nhôm và oxit sắt và / hoặc tạo thành canxi, nhôm, hoặc phốt phát sắt. Trong trường hợp không có hoạt động của vi sinh vật, các dạng P này không có sẵn trong thực vật.
Người ta thừa nhận rộng rãi rằng chỉ 10-15% lượng phân P được cây trồng và đồng cỏ sử dụng trong năm bón. Nếu đã bón phân P trong 10 năm trước, thì sẽ có đủ P cho 100 năm tiếp theo, bất kể lượng P trong đất trước đó là bao nhiêu. Thay vì bón nhiều P, sẽ kinh tế hơn khi kích hoạt các vi sinh vật trong đất để tiếp cận P đã có ở đó.
Nấm rễ cực kỳ quan trọng để tăng độ sẵn có của đất P. Sự phong phú của chúng có thể được cải thiện đáng kể thông qua các loại cây che phủ, sự đa dạng và quản lý chăn thả thích hợp.
Xới đất có thể giúp khắc phục nhanh chóng các vấn đề về đất do thiếu lớp phủ sống bám sâu. Tuy nhiên, việc xới đất nhiều lần và / hoặc xâm thực làm tăng tính dễ bị xói mòn của đất. Nó cũng làm cạn kiệt cacbon và nitơ hữu cơ trong đất, nhanh chóng khoáng hóa chất dinh dưỡng trong đất (dẫn đến sự cạn kiệt trong thời gian ngắn nhưng lâu dài) và rất bất lợi cho các vi sinh vật xây dựng đất có lợi như nấm rễ và động vật không xương sống then chốt như giun đất.
Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong đất trống do làm đất tăng lên, cùng với khả năng quang hợp giảm, không chỉ làm tăng thêm carbon dioxide vào khí quyển mà còn có thể góp phần làm giảm mức oxy trong khí quyển.
Tất cả các nhà sản xuất thực phẩm và chất xơ - cho dù ngũ cốc, thịt bò, sữa, thịt cừu, len, bông, đường, quả hạch, trái cây, rau, hoa, cỏ khô, thức ăn ủ chua hoặc gỗ - trước hết là nông dân nhẹ.
Kể từ cuộc Cách mạng Công nghiệp, các hoạt động của con người đã dẫn đến khả năng quang hợp kém hơn đáng kể do diện tích lớp phủ xanh trên bề mặt Trái đất giảm đi. Hoạt động của con người cũng ảnh hưởng đến tốc độ quang hợp của lớp phủ bề mặt còn sót lại.
Vai trò của chúng tôi, trong cộng đồng các sinh vật mà chúng tôi là thành viên, là đảm bảo rằng cách chúng tôi quản lý cây xanh dẫn đến càng nhiều năng lượng ánh sáng càng tốt được chuyển đến - và duy trì trong - pin đất như cacbon ổn định trong đất. Tăng mức độ cacbon trong đất giúp cải thiện năng suất trang trại, phục hồi chức năng cảnh quan, giảm tác động của khí thải do con người gây ra và tăng khả năng chống chịu với sự biến đổi khí hậu.
Vấn đề không phải là có bao nhiêu carbon có thể được cô lập bằng bất kỳ phương pháp cụ thể nào ở bất kỳ nơi cụ thể nào, mà là lượng carbon cô lập trong đất. Nếu tất cả các khu đất nông nghiệp, vườn tược và công cộng đều là bể chứa carbon, chúng ta có thể dễ dàng giảm lượng CO 2 đủ để chống lại lượng khí thải từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch.
Mọi người đều có lợi khi đất là một bể chứa cacbon ròng. Thông qua các lựa chọn thực phẩm và thực hành canh tác và làm vườn, tất cả chúng ta đều có cơ hội ảnh hưởng đến cách quản lý đất. Nông nghiệp có lợi nhuận, thực phẩm giàu dinh dưỡng, nước sạch và cộng đồng sôi động có thể là của chúng ta… nếu đó là những gì chúng ta chọn.
