Zdrowie gleby - Soil health

Zdrowie gleby to stan, w którym gleba spełnia swój zakres funkcji ekosystemowych odpowiednio do jej środowiska. Mówiąc bardziej potocznie, zdrowie gleby wynika z korzystnych interakcji wszystkich składników gleby (żywych i nieożywionych), które należą do siebie, tak jak w przypadku mikrobioty, roślin i zwierząt. Możliwe, że gleba może być zdrowa pod względem funkcjonowania ekosystemu, ale niekoniecznie bezpośrednio służyć produkcji roślinnej lub odżywianiu człowieka, stąd debata naukowa na temat terminów i pomiarów.

W celu oceny tego stanu przeprowadza się badania zdrowotności gleby, ale z oczywistych powodów ograniczają się one głównie do celów agronomicznych. Zdrowie gleby zależy od bioróżnorodności gleby (z silną biotą glebową ) i można ją poprawić poprzez gospodarowanie glebą , zwłaszcza poprzez dbałość o utrzymanie ochronnych żywych osłon na glebie oraz poprzez naturalne (zawierające węgiel) zmiany w glebie. Nawozy nieorganiczne niekoniecznie szkodzą zdrowiu gleby, jeśli 1) są stosowane w odpowiednich i nie nadmiernych dawkach oraz 2) jeśli powodują ogólną poprawę ogólnego wzrostu roślin, co przyczynia się do zwiększenia ilości pozostałości zawierających węgiel w glebie.

Aspekty

Termin zdrowie gleby jest używany do opisania stanu gleby w:

Zdrowie gleby częściowo, jeśli nie w dużej mierze, zastąpiło wyrażenie „Jakość gleby”, które obowiązywało w latach 90. XX wieku. Podstawowa różnica między tymi dwoma wyrażeniami jest to, że jakość gleby skupiała się na poszczególnych cech w ramach grupy funkcyjnej, jak w „jakości gleby dla kukurydzy produkcji” lub „jakości gleby dla roadbed preparatu” i tak dalej. Dodanie słowa „zdrowie” zmieniło postrzeganie na integracyjne, holistyczne i systematyczne. Te dwa wyrażenia nadal w znacznym stopniu się pokrywają. Zdrowie gleby jako wyrażenie wywodzi się z ruchów ekologicznych lub „biologicznych” w Europie, jednak na długo przed tym, jak jakość gleby została po raz pierwszy zastosowana jako dyscyplina około 1990 roku. W 1978 roku szwajcarski biolog glebowy dr Otto Buess napisał esej „Zdrowie gleby i Rośliny”, która do dziś w dużej mierze definiuje tę dziedzinę.

Podstawową zasadą użycia terminu „zdrowa gleba” jest to, że gleba nie jest tylko obojętnym, pozbawionym życia podłożem uprawowym, które reprezentuje współczesne intensywne rolnictwo, ale jest raczej żywym, dynamicznym i zawsze subtelnie zmieniającym się całym środowiskiem . Okazuje się, że gleby bardzo żyzne z punktu widzenia produktywności upraw są również żywe z biologicznego punktu widzenia. Obecnie powszechnie uznaje się, że biomasa mikrobiologiczna gleby jest duża: w glebie użytków zielonych o klimacie umiarkowanym udokumentowano, że biomasa bakterii i grzybów wynosi 1–2 t (2,0 tony długie; 2,2 tony krótkie)/ ha i 2–5 t (4,9 tony długiej). 5,5 ton amerykańskich)/ha. Niektórzy mikrobiolodzy uważają obecnie, że 80% funkcji składników odżywczych w glebie jest zasadniczo kontrolowanych przez drobnoustroje.

Używając analogii zdrowia ludzkiego, zdrową glebę można sklasyfikować jako jedną:

  • W stanie dobrego samopoczucia pod względem właściwości biologicznych, chemicznych i fizycznych;
  • Nie są chore ani niedołężne (tj. nie są zdegradowane ani degradujące), ani nie powodują negatywnych skutków poza terenem zakładu;
  • Z każdą ze swoich cech współdziałających tak, że gleba osiąga swój pełny potencjał i jest odporna na degradację;
  • Zapewnienie pełnego zakresu funkcji (zwłaszcza obiegu składników odżywczych, węgla i wody ) i w taki sposób, aby zachować tę zdolność na przyszłość.

Konceptualizacja

Koncepcji Zdrowia Gleby.jpg

Zdrowie gleby to stan gleby w określonej przestrzeni i w określonej skali w stosunku do zestawu punktów odniesienia obejmujących zdrowe funkcjonowanie. Nie byłoby właściwe odwoływanie się do zdrowia gleby w przypadku przygotowania gleby do podłoża, jak w analogii jakości gleby w klasie funkcjonalnej. Definicja zdrowia gleby może różnić się między użytkownikami tego terminu, ponieważ alternatywni użytkownicy mogą nadawać różne priorytety wielorakim funkcjom gleby. W związku z tym pojęcie zdrowia gleby może być rozumiane jedynie w kontekście użytkownika tego pojęcia i jego aspiracji związanych z glebą, jak również przez graniczną definicję spornej gleby. Wreszcie, nieodłącznym elementem dyskusji na temat zdrowia gleby jest wiele potencjalnie sprzecznych interpretacji, w szczególności ocena krajobrazu ekologicznego a cele agronomiczne, z których każda twierdzi, że ma kryteria dotyczące zdrowia gleby.

Interpretacja

Różne gleby będą miały różne wskaźniki zdrowotne w zależności od „odziedziczonych” właściwości i warunków geograficznych gleby. Te ogólne aspekty definiujące zdrowej gleby można uznać, co następuje:

  • Opcje „produktywne” są szerokie;
  • Różnorodność życia jest szeroka;
  • Chłonność, przechowywanie, recykling i przetwarzanie są wysokie w stosunku do limitów wyznaczonych przez klimat ;
  • Jakość spływu wody jest na wysokim poziomie;
  • Niska entropia ; oraz,
  • Brak uszkodzeń lub utraty podstawowych elementów.

Przekłada się to na:

  • Kompleksowe pokrycie roślinnością ;
  • Poziomy węgla stosunkowo bliskie limitom określonym przez rodzaj gleby i klimat;
  • Niewielki wyciek składników odżywczych z ekosystemu;
  • Produktywność biologiczna i rolnicza stosunkowo zbliżona do granic wyznaczonych przez środowisko glebowe i klimat;
  • Tylko geologiczne tempo erozji ;
  • Brak akumulacji zanieczyszczeń ; oraz,

Niezdrowa gleba jest więc prostą odwrotnością powyższego.

Pomiar

Na podstawie powyższego stan gleby będzie mierzony pod kątem poszczególnych usług ekosystemowych świadczonych w stosunku do benchmarku. Konkretne punkty odniesienia wykorzystywane do oceny stanu gleby obejmują uwalnianie CO 2 , poziom próchnicy, aktywność drobnoustrojów i dostępny wapń.

Testy zdrowotności gleby rozprzestrzeniają się w Stanach Zjednoczonych, Australii i Afryce Południowej. Cornell University, uczelnia dotująca grunty w stanie Nowy Jork, ma od 2006 roku test zdrowotności gleby. Woods End Laboratories, prywatne laboratorium glebowe założone w Maine w 1975 roku, oferuje pakiet dotyczący jakości gleby od 1985 roku. fizyczne ( stabilność agregatów ) chemiczne (równowaga mineralna) i biologiczne ( oddychanie CO 2 ), które dziś są uważane za cechy charakterystyczne badań stanu gleby. Podejście innych laboratoriów zajmujących się badaniem gleby, które również wkraczają w dziedzinę zdrowia gleby, polega na dodaniu do powszechnych testów chemicznych składników odżywczych zestawu biologicznych czynników normalnie nieuwzględnianych w rutynowych badaniach gleby. Najlepszym przykładem jest dodanie biologicznego oddychania gleby („CO 2 – Burst”) jako procedury badawczej; zostało to już przystosowane do nowoczesnych laboratoriów komercyjnych w okresie od 2006 roku.

Istnieje jednak opór wśród laboratoriów badających glebę i naukowców uniwersyteckich przed dodaniem nowych testów biologicznych, przede wszystkim dlatego, że interpretacja żyzności gleby opiera się na modelach z badań „odpowiedzi upraw”, które dopasowują plony do testowanych poziomów określonych chemicznych składników odżywczych, a nie ma podobnych modeli do interpretacji wydają się istnieć do badań stanu gleby. Krytycy nowych testów zdrowia gleby twierdzą, że mogą one być niewrażliwe na zmiany w zarządzaniu.

Metody badania gleby ewoluowały powoli w ciągu ostatnich 40 lat. Jednak w tym samym czasie gleby w USA również straciły do ​​75% swojego węgla ( próchnicy ), powodując spadek żyzności biologicznej i funkcjonowania ekosystemów; ile jest dyskusyjne. Wielu krytyków konwencjonalnego systemu twierdzi, że utrata jakości gleby jest wystarczającym dowodem na to, że stare modele testowania gleby nas zawiodły i należy je zastąpić nowymi metodami. Te starsze modele kładły nacisk na „maksymalną wydajność” i „kalibrację wydajności” do tego stopnia, że ​​przeoczono powiązane czynniki. Tak więc zanieczyszczenie wód powierzchniowych i gruntowych nadmiarem składników odżywczych ( azotanów i fosforanów ) ogromnie wzrosło, a środki z początku XXI wieku (w Stanach Zjednoczonych) były najgorsze od lat 70., przed pojawieniem się świadomości ekologicznej.

Luka zdrowotna gleby

Rys. Pojęcie luki zdrowotnej gleby

Znaczenie gleby dla globalnego bezpieczeństwa żywnościowego, agroekosystemu, środowiska i życia ludzkiego gwałtownie zmieniło kierunek badań w kierunku zdrowia gleby. Jednak brak punktu odniesienia dla konkretnego miejsca/regionu ograniczył wysiłki badawcze w kierunku zrozumienia prawdziwego wpływu różnych metod zarządzania agronomią na zdrowie gleby. W 2020 roku Maharjan i jego zespół wprowadzają nowy termin i koncepcję „Luka zdrowotna gleby” i opisali, w jaki sposób ziemia ojczysta w danym regionie może pomóc w ustaleniu punktu odniesienia do porównania skuteczności różnych praktyk gospodarowania, a jednocześnie może być stosowana w zrozumieniu ilościowych różnic w stanie zdrowotności gleby.

Zobacz też

Bibliografia

  1. ^ NRCS 2013
  2. ^ "Jakość gleby | NRCS Colorado" . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2017-01-23 . Pobrano 21.03.2018 .
  3. ^ Schlesinger, William H.; Amundson, Ronald (czerwiec 2018). „Zarządzanie sekwestracją węgla w glebie: bądźmy realistami” . Globalna biologia zmian . 25 (2): 386–389. doi : 10.1111/gcb.14478 . PMID  30485613 .
  4. ^ Nannipieri, P.; Ascher, J.; Ceccherini, MT; Landi, L.; Pietramellara, G.; Renella, G. (grudzień 2003). „Różnorodność mikrobiologiczna i funkcje gleby” (PDF) . Europejski Czasopismo Nauki o Glebie . 54 (4): 655–670. doi : 10.1046/j.1351-0754.2003.0556.x . Zarchiwizowane (PDF) od oryginału w dniu 2016-04-12.
  5. ^ Rola biologii gleby w ulepszaniu gleby zarchiwizowane 12.03.2014 na seminarium internetowym Wayback Machine
  6. ^ „Wykaz 17 drobnoustrojów i ich wpływ na funkcje zdrowotne gleby i roślin” . Explogrow, Dr Malherbe, BSc, BSc z wyróżnieniem, mgr, Pr.Sci.Nat. 22 grudnia 2016 r. Zarchiwizowane z oryginału w dniu 25 czerwca 2016 r.
  7. ^ „Zdrowa gleba” . www.highbrixgardens.com . Zarchiwizowane z oryginału w dniu 19 grudnia 2016 roku . Źródło 26 kwietnia 2018 .
  8. ^ Kopnij, Chris (18 lutego 2014). "Nowe badanie gleby mierzy zdrowie gleby - Gospodarstwo i Mleczarstwo" . farmandairy.com . Zarchiwizowane z oryginału w dniu 1 grudnia 2017 r . Źródło 26 kwietnia 2018 .
  9. ^ Roper, Wayne R.; Osmond, Deanna L.; Heitman, Joshua L.; Wagger, Michael G.; Reberg-Horton, S. Chris (styczeń 2017). „Wskaźniki zdrowia gleby nie rozróżniają między systemami zarządzania agronomicznego w glebach Karoliny Północnej” . Amerykańskie Towarzystwo Naukowe o Glebie Czasopismo . 81 (4): 828-843. Kod bib : 2017SSASJ..81..828R . doi : 10.2136/sssaj2016.12.0400 .
  10. ^ Bernard T. Nolan; i in. (styczeń 1998). „Krajowe spojrzenie na zanieczyszczenie wód gruntowych azotanami” . Uzdatnianie i oczyszczanie wody . 39 (12): 76–79. Zarchiwizowane od oryginału 13.03.2014.
  11. ^ Szacowanie mineralizacji węgla, azotu i fosforu w glebie z krótkoterminowej komunikacji oddychania dwutlenkiem węgla. w Gleboznawstwie i Analizie Roślin, 39: 2706–2720, 2008
  12. ^ OddychanieCO 2 w glebie: Porównanie miareczkowania chemicznego,analizyCO 2 IRGA i systemu żelowego Solvita. Odnawialne systemy rolnictwa i żywności: 23 ust. 2; 171–176
  13. ^ „Luka zdrowotna gleby: koncepcja ustanowienia punktu odniesienia dla zarządzania zdrowiem gleby” . Globalna Ekologia i Ochrona . 23 : e01116. 2020-09-01. doi : 10.1016/j.gecco.2020.e01116 . ISSN  2351-9894 .

Dalsza lektura

  • Kristin Ohlson (2014). Gleba nas uratuje: jak naukowcy, rolnicy i smakosze uzdrawiają glebę, aby ocalić planetę . Książki Rodale'a. Numer ISBN 978-1609615543.
  • Sir Albert Howard (1947). Gleba i zdrowie . Firma Devin-Adair, Nowy Jork.
  • Otto Buess (1978). Die Gesundheit von Boden i Pflanze "Zdrowie gleby i roślin" . Deutscher Rat fur Landespflege Vol 31 "Niemiecki Biuletyn Ochrony Gleby", Bonn.
  • Courtney White (2014). Trawa, gleba, nadzieja: podróż przez krainę węgla . Chelsea Zielona VT.

Zewnętrzne linki