Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Food, показало, что вспашка и обработка почвы на холмистых склонах приводит к истончению сельскохозяйственных почв и угрожает будущим урожаям .

Ученые из Ланкастерского (Великобритания) и Аугсбургского (Германия) университетов утверждают, что, если фермеры не перестанут обрабатывать склоны холмов, в долгосрочной перспективе почвы на склонах холмов могут истончиться до такой степени, что рост продовольственных культур окажется под серьезной угрозой.

На протяжении веков фермеры возделывали почву на своих полях, чтобы создать грядки для выращивания урожая. Когда-то с использованием традиционных плугов на животной тяге, поскольку в прошлом веке сельское хозяйство было механизировано, процесс обработки почвы перешел на более тяжелые и быстрые тракторы.

Известно, что обработка почвы, включающая вспашку, перемещает значительное количество почвы вниз по склону и усиливает эрозию, вызванную погодными условиями. На наклонных землях в результате обработки почвы почвы сползают с вогнутых частей холмов и откладываются в днищах долин.

По мере того, как почвы на склонах истончаются, материал из подпочвы смешивается с верхним слоем почвы, что снижает его качество роста из-за низкого содержания питательных веществ, биологической активности и уменьшения запасов воды.

Профессор Джон Куинтон из Ланкастерского университета и один из двух главных исследователей исследования говорит, что «роль обработки почвы в уменьшении глубины почвы остается недооцененной угрозой для растениеводства. Хотя мы знаем, что обработка почвы перемещает значительное количество почвы вниз склонов, часто превышающих величину, перемещаемую водной и ветровой эрозией , до сих пор мы мало знали о том, как возникающее в результате истончение почвы влияет на урожайность ».

Профессор Питер Файнер из Аугсбургского университета и второй главный исследователь говорит, что «по мере того, как машины продолжают расти, а изменение климата увеличивает частоту засух, влияние эрозии почв при обработке почвы на урожайность в холмистой местности, вероятно, станет более серьезным во многих частях . мира».

Исследователи изучили посевы пшеницы и кукурузы, выращенные в северном немецком регионе Укермарк, который является высокомеханизированным и очень продуктивным сельскохозяйственным регионом Европы. Хотя сельскохозяйственное производство было возможно в Укермарке по крайней мере 1000 лет, моделирование исследователей предсказывает, что в течение следующих пятидесяти лет урожайность пшеницы и кукурузы, вероятно, снизится, поскольку современное механизированное сельское хозяйство ускоряет эрозию, вызванную обработкой почвы на склонах.

Исследователи использовали опубликованную информацию о прореживании посевов, влияющую на урожайность, и применили модели перераспределения почвы и роста сельскохозяйственных культур, чтобы изучить влияние обработки почвы в региональном ландшафтном масштабе.

Это позволило им определить, перевешивает ли прирост урожая в тех частях ландшафта, которые получили почву в результате эрозии, т. е. вогнутых частях, потери, вызванные истончением почвы на склонах.

Их расчеты показывают, что, продолжая использовать обычный подход к обработке почвы на склонах, фермеры региона Укермарк столкнутся с совокупным снижением урожайности озимой пшеницы до 7,1 процента в течение 50 лет и до 10 процентов в течение столетия (в нормальных условиях).

Для кукурузы исследователи прогнозируют снижение урожайности на 4% в течение пятидесяти лет и на 5,9% в течение 100 лет (в нормальные и засушливые годы).

Последствия прореживания почвы будут наиболее выражены во время засухи, поскольку прореживание почвы менее способно удерживать влагу и питательные вещества. В более влажные годы, хотя и не столь ярко выраженные, как в нормальные и засушливые годы, урожайность также будет падать в течение 50–100 лет.

Эти сокращения эквивалентны тысячам тонн потерянного производства продуктов питания только в регионе Укермарк. Исследователи считают, что снижение урожайности из-за эрозии почвы, вероятно, будет иметь место во всем мире, где обработка почвы происходит на склонах.

Они утверждают, что это прогнозируемое увеличение подчеркивает необходимость срочных действий по уменьшению прореживания почвы , вызванного вспашкой.

Профессор Куинтон говорит, что их «моделирование показывает, что если мы продолжим обрабатывать наши почвы, мы увидим снижение урожайности в региональном масштабе — это будет хуже в периоды засухи, поскольку более тонкие почвы менее способны удерживать воду для растений».

Профессор Файнер говорит, что они «показывают, что обычный подход к ведению бизнеса снизит урожайность в долгосрочной перспективе. Фермеры могли бы рассмотреть меры по смягчению последствий, такие как адаптация скорости обработки почвы в зависимости от положения склона и общее уменьшение глубины обработки почвы для замедления процесса эрозии, но на самом деле фермерам необходимо рассмотреть возможность отказа от обработки почвы на склонах, чтобы защитить свои почвы и будущие урожаи».

Хотя исследователи не моделировали последствия изменения климата, они считают, что воздействие эрозии почвы, вероятно, будет усиливаться, поскольку изменение климата увеличивает частоту засушливых периодов в период вегетации сельскохозяйственных культур.