Ключові практики та методи

Сівозміна може вплинути на секвестрацію вуглецю в сільськогосподарських грунтах. Секвестрація вуглецю - це процес уловлювання та зберігання вуглекислого газу (CO2) з атмосфери в ґрунті та рослинності. Практика сівозміни впливає на секвестрацію вуглецю за допомогою різних механізмів:

• Збільшення вмісту органічних речовин: Сівообіг часто передбачає чергування різних типів культур, що може призвести до збільшення надходження органічних речовин у ґрунт. Різні культури вносять у ґрунт різні типи органічних речовин, таких як рослинні залишки та кореневі виділення, які збагачують ґрунт вмістом вуглецю.
• Коренева система та мікоризні гриби. У різних культур різні кореневі системи, які виділяють у ґрунт сполуки вуглецю. Деякі культури утворюють вигідні партнерства з мікоризними грибами, які посилюють переміщення сполук вуглецю у ґрунт.
• Біорізноманіття. Сівообіг може підвищити біорізноманіття в польових умовах, що призведе до зростання різних видів рослин з різними характерами надходження вуглецю. Ця різноманітність може сприяти більшій секвестрації вуглецю.
• Зниження порушення ґрунту: У добре спланованій системі сівозміни можливе менше порушення ґрунту порівняно з безперервним монокультурним вирощуванням. Практика скороченої обробки ґрунту або нульової обробки ґрунту часто пов'язана з сівозміною, запобігаючи викиду накопиченого вуглецю з ґрунту в атмосферу.
• Боротьба зі шкідниками та хворобами: Сівообіг може порушити життєвий цикл шкідників та хвороб. Знижуючи потребу в хімічних пестицидах, це може опосередковано підтримувати мікробні співтовариства ґрунту та потенціал зв'язування вуглецю.
• Поліпшення здоров'я ґрунту: Сівообіг може покращити здоров'я ґрунту за рахунок зменшення накопичення специфічних патогенів та шкідників, які пов'язані з безперервним монокультурним вирощуванням. Здорові ґрунти краще утримують вуглець.
• Кругообіг поживних речовин. Різні культури мають різні потреби в поживних речовинах і характер їхнього круговороту. Це може призвести до покращення кругообігу поживних речовин у ґрунті, сприяючи посиленню зв'язування вуглецю.
• Зниження стресу: Сівообіг може знизити екологічне навантаження на ґрунт. Наприклад, культури з глибокою кореневою системою можуть допомогти зберегти структуру ґрунту та вміст вологи, запобігаючи ерозії ґрунту та втраті вуглецю.
• Довгостроковий вплив. Згодом сукупний вплив сівозміни на секвестрацію вуглецю може стати значним. Поступове збільшення вмісту органічної речовини та покращення якості ґрунту сприяють довгостроковому зберіганню вуглецю.

Покривні культури відіграють важливу роль у посиленні секвестрації вуглецю сільськогосподарськими ґрунтами. Вони можуть позитивно вплинути на вміст вуглецю в ґрунті таким чином:

• Збільшений вміст органічних речовин. Покривні культури додають органічні речовини в ґрунт через кореневу систему, листя і рослинний матеріал, що розкладається. У міру розкладання покривних культур вони вносять у ґрунт органічний вуглець, збільшуючи вміст вуглецю в ньому.
• Зменшення ерозії. Покривні культури захищають ґрунт від ерозії, викликаної вітром та водою. Це запобігає втраті верхнього шару ґрунту, який містить значну кількість вуглецю. Зменшення ерозії допомагає утримувати вуглець у полі.
• Поліпшена структура ґрунту. Коренева система покривних культур допомагає покращити структуру ґрунту за рахунок посилення агрегації. Добре агрегований ґрунт дозволяє краще зберігати вуглець, оскільки забезпечує стабільні місця для зв'язування молекул вуглецю.
• Підвищена мікробна активність. Покривні культури є джерелом органічних речовин для ґрунтових мікроорганізмів. Підвищена мікробна активність призводить до розкладання органічного матеріалу, що зрештою сприяє підвищенню рівня вуглецю в грунті.
• Зниження мінералізації вуглецю. Покривні культури можуть допомогти знизити мінералізацію вуглецю у ґрунті. Наявність покривних культур зводить до мінімуму вплив кисню на органічні речовини, що знижує швидкість перетворення органічного вуглецю на вуглекислий газ.
• Кореневі виділення* Деякі покривні культури виділяють кореневі виділення, які можуть бути джерелом вуглецю для ґрунтових мікроорганізмів. Ці ексудати посилюють мікробну активність і можуть призвести до більшої секвестрації вуглецю у ґрунті.
• Скорочення викидів парникових газів. За рахунок зниження потреби в синтетичних добривах та зміцнення здоров'я ґрунту покривні культури можуть допомогти знизити викиди закису азоту (потужного парникового газу), пов'язаного із синтетичними азотними добривами.
• Поліпшення утримання води. Покривні культури можуть підвищити водоутримуючу здатність ґрунту. Це може призвести до посилення росту рослин та збільшення надходження рослинних залишків у ґрунт, що сприяє збільшенню вмісту вуглецю у ґрунті.
• Сівообіг та диверсифікація. Використання покривних культур у системах сівозміни сприяє загальному здоров'ю ґрунту та зв'язуванню вуглецю. Диверсифікація типів використовуваних культур та покривних культур може принести додаткові вигоди.
• Менше порушення ґрунту. Покривні культури зменшують порушення ґрунту, оскільки найчастіше вимагають менше обробітку ґрунту або застосування нульового обробітку ґрунту. Зниження порушення ґрунту запобігає викиду накопиченого вуглецю в атмосферу.

Скорочення обробітку ґрунту, особливо впровадження методів нульового або скороченого обробітку ґрунту, може надати значний позитивний вплив на секвестрацію вуглецю в сільськогосподарських ґрунтах. Ось як скорочення культивування впливає на секвестрацію вуглецю:

• Менша дія на ґрунт. Менша обробка ґрунту передбачає мінімальний механічний вплив на ґрунт або взагалі його відсутність, на відміну від традиційної інтенсивної обробки ґрунту. Коли ґрунт не перевертається і не порушується, це дозволяє зберегти органічні речовини та зменшити викид накопиченого вуглецю в атмосферу.
• Збереження органічної речовини грунту. Верхній шар грунту, відомий як органічний горизонт, містить значну кількість органічної речовини у вигляді рослинних залишків і органічних матеріалів, що розкладаються. Скорочення практики вирощування допомагає зберегти цю органічну речовину, запобігаючи її розкладу та викиду CO2 в атмосферу.
• Покращена структура ґрунту. Скорочена обробка ґрунту призводить до утворення стійких ґрунтових агрегатів, які фізично захищають органічні речовини від розкладання. Це призводить до збільшення накопичення вуглецю усередині цих агрегатів.
• Збільшена коренева маса. Скорочення культивування часто супроводжує використання покривних культур та різних сівозмін. Ці методи збільшують масу коренів у ґрунті, додаючи органічний вуглець під землю за рахунок розкладання коренів.
  Мікробна активність. Скорочення культивування може підвищити мікробну різноманітність та активність у ґрунті. Мікроби відіграють вирішальну роль у розкладанні органічних речовин та виділенні CO2, але скорочення обробітку ґрунту може створити умови, менш сприятливі для швидкого розкладання.
• Викиди вуглецю. Скорочення культивування часто супроводжується практикою залишати на полі пожнивні залишки. Ці залишки, якщо їх не чіпати, сприяють надходженню вуглецю у ґрунт.
• Зменшення ерозії. Методи скороченого обробітку ґрунту можуть зменшити ерозію ґрунту, що важливо, оскільки еродований ґрунт забирає органічні речовини. Завдяки збереженню ґрунту на місці на полі залишається більше органічних речовин.
• Утримання вологи. Скорочення культивування може покращити утримання води у ґрунті, створюючи умови, що сприяють мікробній активності та збереженню органічних речовин.

Управління рослинними рештками відіграє вирішальну роль у зв'язуванні вуглецю, впливаючи як на вміст вуглецю в ґрунтах, так і на загальний баланс вуглецю в сільськогосподарських екосистемах. Ось кілька способів, якими керування пожнивними рештки впливає на секвестрацію вуглецю: 

1. Надходження органічного вуглецю:
   - Ефект: рослинні решткі, такі як стебла, листя та коріння, багаті органічним вуглецем. Коли ці рештки повертаються в ґрунт, а не видаляються, вони виділяють органічну речовину, яка є джерелом вуглецю.
2. Накопичення органічних речовин у грунті:
   - Ефект: Правильне поводження з пожнивними рештками, наприклад залишення залишків на полі або застосування методів консервативної обробки ґрунту, може призвести до накопичення органічних речовин у ґрунті. Органічна речовина ґрунту є ключовим компонентом зв'язування вуглецю.
3. Підвищена мікробна активність:
   - Ефект: Пожнивні решткі служать субстратом для ґрунтових мікробів. Мікробне розкладання залишків сприяє утворенню у ґрунті стабільної органічної речовини, що сприяє зв'язуванню вуглецю.
4. Зменшення ерозії ґрунту:
   - Ефект: Пожнивні решткі утворюють ґрунтовий покрив, зменшуючи ерозію ґрунту, спричинену водою та вітром. Це захисне покриття допомагає підтримувати цілісність верхнього шару ґрунту, запобігаючи втраті органічного вуглецю внаслідок ерозії.
5. Поліпшена структура ґрунту:
   - Ефект: Пожнивні решткі при внесенні в ґрунт покращують його структуру та утримують воду. Це покращує умови для мікробної активності та стабілізації органічних речовин, сприяючи довгостроковій секвестрації вуглецю.
6. Прийоми ощадливого обробітку грунту: 
   - Ефект: Щадні методи обробітку ґрунту, такі як нульова або скорочена обробіток ґрунту, припускають мінімальне порушення ґрунту та збереження пожнивних залишків на поверхні поля. Це допомагає зберегти органічний вуглець ґрунту та знизити втрати вуглецю внаслідок окислення.
7. Підвищена вуглецева стійкість:  - Ефект: Внесення рослинних рештків у ґрунт сприяє утворенню стабільних форм ґрунтового органічного вуглецю, збільшуючи час перебування вуглецю у ґрунті та сприяючи довготривалій секвестрації.
8. Кругообіг поживних речовин:
   - Ефект: Пожнивні решткі при розкладанні виділяють у ґрунт поживні речовини. Цей кругообіг поживних речовин посилює зростання рослин і може призвести до збільшення надходження вуглецю в ґрунт за рахунок підвищення продуктивності рослин.
9. Покривні культури:
   - Ефект: Інтеграція покривних культур у систему вирощування допомагає зберегти живе коріння та забезпечує ґрунт додатковою органічною речовиною. Ця практика сприяє безперервному надходженню та секвестрації вуглецю.
10. Прийоми сівозміни: 
    - Ефект: Диверсифікація сівозмін може вплинути на типи та кількість рослинних рештків, що повертаються в ґрунт. Певні культури можуть вносити більше рештків, впливаючи на надходження вуглецю та рівень органічної речовини у ґрунті.
11. Пом'якшення наслідків зміни клімату: 
    - Ефект: Зв'язування вуглецю сільськогосподарськими ґрунтами, чому сприяє ефективне управління пожнивними рештками, сприяє пом'якшенню наслідків зміни клімату. Це допомагає компенсувати викиди парникових газів, зберігаючи вуглець у ґрунті, знижуючи концентрацію CO2 в атмосфері.

Ефективне управління пожнивними рештками у поєднанні із стійкими методами ведення сільського господарства не тільки підтримує здоров'я та родючість ґрунту, але також відіграє ключову роль у пом'якшенні наслідків зміни клімату за рахунок посилення зв'язування вуглецю у сільськогосподарських екосистемах.