Як і для чого адаптувати ґрунт до зміни клімату

Сільське господарство залежить від кліматичних умов. Зміни середньої температури та опадів, також екстремальні погодні явища в багатьох європейських регіонах уже сьогодні суттєво впливають на врожайність культур, кількість та якість сільськогосподарської продукції. 

Сільське господарство тісно пов’язане зі зміною клімату, оскільки сприяє глобальному потеплінню. Зокрема, під час оброблення землі в атмосферу потрапляє вуглекислий газ, також зменшується площа лісів.

Експерти прогнозують збільшення кількості екстремальних погодних і кліматичних явищ у Європі. Як наслідок – збільшення втрати врожаю та своєрідний ризик для тваринництва: поширення шкідників та неадаптовані умови для утримання на фермах.

У той же час у Північній Європі прогнозують збільшення тривалості вегетаційного періоду. Це може покращити умови вирощування сільськогосподарських культур для вирощування. 

В Україні вплив зміни клімату на сільське господарство матиме як фізичні, так і соціально-економічні наслідки, та буде різним у різних частинах країни. (див. Рисунок 1)

Зміна середніх кліматичних показників і екстремальні погодні та кліматичні явища безпосередньо впливають на сільськогосподарський сектор, знижуючи врожайність та погіршуючи якість продукції. Соціально-економічні наслідки, зміни клімату в галузі сільського господарства впливають на всю економіку, зокрема на ціни продуктів харчування, дохід фермерів та на продовольчу безпеку.

Сільське господарство – одна з головних галузей економіки України (частка ВВП майже 10%). Тож швидка адаптація до змін у цій галузі надзвичайно важлива для економіки та соціальної стабільності країни. 

Ґрунт – це основа сільського господарства

Оскільки функційність екосистеми – це важлива основа сільського господарства, стійкість і позитивні побічні ефекти – важливі критерії для прийняття заходів щодо адаптації сільського господарства. За підрахунками експертів, більше 90 % світового продовольчого виробництва безпосередньо залежить від ґрунту.  Це свідчить про його велике значення для продовольчої безпеки. 

Ґрунт – це невідновлюваний ресурс, що стає дефіцитним. Він відіграє центральну роль у стабілізації клімату. Клімат впливає на багато процесів в ґрунтах: їхнє формування, розвиток, властивості та функції. 

Враховуючи всі фактори цінності ґрунтів та функцію у формуванні клімату, для їх захисту необхідний перехід до стійкого та органічного сільського господарства. Збереження та раціональне використання ґрунтів зробить їх більш стійкими до кліматичних умов.

До прикладу, Федеральний уряд Німеччини вживає численних заходів як на національному, так і на міжнародному рівнях для захисту ґрунтів та забезпечення стійкого використання ґрунту для сільського та лісових господарств. (3,5)

Ми вже згадували про те, що традиційна обробка землі сприяє збільшенню вмісту вуглекислого газу в атмосфері.  В орному землеробстві на ґрунт впливає низка погодних явищ, зокрема : 

– підвищення температури впливає на збільшення біологічної активності в ґрунті. Як підсумок, відбувається мінералізація і розкладання гумусу,  водночас подача води залишається незмінною. Це впливає на збільшення викидів вуглецю з ґрунту. Збільшується висихання поверхні ґрунту. Найбільше вітрова ерозія загрожує легким ґрунтам. Відбувається втрата цінного шару ґрунту.

– посилення сильних дощів спричиняє збільшення ерозії ґрунту. Такі дощі вимивають найдрібніші частки ґрунту, що забезпечують його родючість. Як наслідок, у місцях, де сповільнюється потік води, відбувається накопичення змитого ґрунту.

– збільшення ризику замулення на нестійких ґрунтах (до прикладу, лесових). Це пов’язано зі зменшенням інфільтраційної здатності, під час якої ґрунт пропускає через себе менше води за одиницю часу, що збільшує поверхневий стік.

– ризик ущільнення ґрунту внаслідок обробки важким обладнанням у несприятливих ґрунтових умовах. Очікується зменшення часових проміжків, коли ґрунт можна буде оброблювати оптимальним способом, що ще збільшує ризик ущільнення.

– короткі і менші морозні періоди або відсутність морозу, що впливає на зменшення позитивного ефекту фізичного розпушування ґрунту та поліпшення його структури. (4)

Об’єднане товариство фермерів Німеччини запропонувало стратегії щодо адаптації ґрунту, орієнтуючись на фактори кліматичного впливу. Серед них: 

– підготовка біологічно активного, рухомого, верхнього шару ґрунту з достатнім зв’язком з нижнім шаром ґрунту. Обробка землі (мульчування або прямий посів) може сприяти захисту від ерозії та утворенню гумусу, що утримує воду. Інтеграція поліпшеної структури ґрунту під час сівозміни покращує пористість ґрунту та сприяє її вкоріненню.

– під час сівозміни варто врахувати види стрижневих кореневих систем, що мають властивість проникати до щільніших шарів ґрунту (до прикладу, чергування з коренеплодами). Це впливає на утворення пор, що активує діяльність дощових черв’яків, які розрихлюють землю і створюють сприятливі умови для наступних культур.

– уникати ущільнення ґрунту за допомогою відповідного методу водіння техніки та культивації.

– важливо дослідити орієнтовне значення вмісту гумусу в орних ґрунтах. Зокрема, за допомогою програм моніторингу для оцінки впливу різних заходів на динаміку гумусу. Наявність такої інформації є важливою для того, щоб зрозуміти, як кліматичні зміни чи інші фактори впливатимуть на родючість ґрунтів та врахувати їх в адаптаційних заходах.

– польове проектування, орієнтоване на збереження ґрунтів. Попередження утворення скупчення води на незасіяних ділянках з огляду особливостей місцевих умов  за допомогою функційного дренажу і озеленення ділянок, на яких не вирощують врожай. Зменшенню ерозії також сприяють поділ полів, захисні і буферні смуги, зелені смуги тощо. (4)

З огляду на це, потрібно змінювати класичний підхід до обробки землі. Це матиме економічні переваги в майбутньому. Європейські аграрії досить давно практикують органічне фермерство – це стало своєрідним позитивним трендом.

Україна може перейняти європейський аграрний досвід, зокрема трансформувати галузь у стале сільське господарство, адаптовуючи його до сучасних кліматичних змін.

Переваги органічного сільського господарства для накопичення гумусу

Основа органічного сільського господарства заснована на стійкому циклічному мисленні. Зокрема, це накопичення гумусу і впровадження різних типів сівозмін. Ґрунт стає стійким до зовнішніх впливів завдяки певним методам обробки, що запобігають його ущільненню і забезпечують важливу функцію сховища вуглецю, що сприятиме захисту клімату. (5)

Нові культури для покращення структури ґрунту

Експерти з інституту садівництва (HBLFA), що розташований у Тіролі, пропонують експериментувати з новими культурами, які позитивно впливатимуть на ґрунт. До прикладу, бобові рослини важливі в органічному сільському господарстві, оскільки беруть участь у розподілі поживних речовин в сівозміні, покращують структуру ґрунту. Згодом їх використовують для відгодівлі тварин.

Зміна клімату збільшить посушливі періоди влітку, тож деякі дослідники вважають, що варто вирощувати нові культури: сочевицю або батат. Оскільки основна фаза зростання та розвитку багатьох сільськогосподарських культур відбувається з весни по осінь, чимало видів рослин вразливі до екстремальної спеки. Через сильні коливання врожайності останніми роками, особливо серед літніх зернобобових культур, вчені звернули увагу на озимі культури. 

Озимі зернобобові культури різного походження перевіряються на придатність і ефективність в передгір’ях Альп. Так, вони хочуть виростити стійкі рослини, що здатні закрити білковий розрив в органічному сільському господарстві. Окрім того, такі рослини роблять істотний внесок в фіксацію азоту в сівозміні. 

Нині вчені випробовують спеціальні культури, серед них – сочевиця та квасоля. Вони забезпечують фермерам додаткові джерела доходу і біорізноманіття для вирощування сільськогосподарських культур. До прикладу, сочевицю вирощують у більш теплому кліматі з меншою кількістю опадів. Зміна кліматичних умов не тільки помітно змінює спектр культивованих видів з літніх на озимі, а й дозволяє  першочергово культивувати нові види. Окрім сочевиці і бобів, до них належать тропічні культури: батат, арахіс  та кавуни. Починаючи з 2019 року, в інституті (HBLFA) проводять сортовипробування батату. (5)

Адаптація сільського господарства – важливий захід на місцевому та глобальному рівнях. Адаптаційні заходи у цьому секторі повинні різнитися у всіх аграрних регіонах України і бути стратегічно спланованими окремо до кожного із них. Зауважимо, що в Європі традиційне сільське господарство частково зникає, натомість, з’являється стале та органічне – стійкіше до кліматичних реалій.

Під час процесу адаптації варто залучати фермерів, науковців, експертів, створювати робочі групи, нові кооперації, обмінюватися досвідом, вчитися у спеціалістів. Варто враховувати досвід австрійського садівничого інституту,  що оприлюднює низку досліджень. Україна потребує нових знань та актуальної інформації у відкритому доступі, що зможуть використовувати фермери. Це впливатиме на процес адаптації, прискорюючи його.

Здоровий ґрунт – це основа сталого сільського господарства і продовольчої безпеки. Чому б не почати адаптацію саме з нього?

Використані джерела: 

1. European Environment Agency (2019): Climate change adaptation in the agriculture sector in Europe.
2. Державна служба статистики України ( 2019): Сільське господарство. 
3. Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (2020): Boden.
4. Verband der Landwirtschaftskammern (VLK) (2019): Klimawandel und Landwirschaft. 
5. HBLFA Raumberg-Gumpenstein Landwirtschaft (2019): Klimafolgenforschung und Klimawandel-Anpassungsstrategien Beiträge der HBLFA Raumberg-Gumpenstein.

Більше про обробку землі читайте за цим покликанням.