Повені можуть завдати серйозної шкоди невидимому світу мікроскопічного життя, що лежить в основі нашого сільського господарства, з далекосяжними наслідками для продовольчої безпеки в умовах загострення кліматичної кризи. Тому дослідники повинні працювати над визначенням заходів, які можуть допомогти запобігти деградації ґрунтів, спричиненій повенями.
УРБАНА, штат Іллінойс. По всьому світу зросла інтенсивність і частота повеней. Лише за останні кілька місяців рекордні повені накрили Нью-Джерсі і Нью-Йорк, Лівію і Грецію, вбивши тисячі людей і завдавши значної шкоди інфраструктурі, сільськогосподарським угіддям і худобі. Це, в свою чергу, чинить тиск на сільське господарство, що може призвести до продовольчої небезпеки.
Порівняно з видимими руйнуваннями, спричиненими повенями, вплив на ґрунт є менш помітним, але не менш важливим. Повені можуть завдати шкоди біології та здоров’ю ґрунту, а також корисним мікроорганізмам і більшим організмам, таким як личинки комах, нематоди, веснянки і дощові черв’яки, які живуть у ґрунті і виконують основні функції, такі як розщеплення рослинних решток, переробка поживних речовин, стимулювання росту рослин і захист від стресових факторів, у тому числі від комах. Пошкодження цієї симбіотичної екосистеми має далекосяжні наслідки для рослинництва.
Нові дослідження моєї лабораторії в Університеті Іллінойсу, яка вивчає вплив повеней на ґрунтово-мікробні спільноти та основні сільськогосподарські культури, такі як кукурудза і помідори, а також інших науковців, показують, що екстремально вологі умови можуть спричинити серйозні втрати врожаю, в тому числі через зниження росту рослин і незасіяні сільськогосподарські угіддя.
Незважаючи на відносно обмежену кількість досліджень, вони також продемонстрували, що повені можуть негативно впливати на функціонування ґрунту і ґрунтово-мікробні спільноти. Один експеримент з ярою пшеницею показав, що повені виснажують корисні мікроби і збільшують кількість шкідливих для рослин. Інший експеримент показав, що ці екстремальні явища зменшують мікробну біомасу та вміст ґрунтових грибів.
Більше того, коли вода спадає, вцілілі мікроби опиняються в принципово іншому середовищі існування; залежно від умов, вони можуть швидко відновлюватися або повільно відмирати. Без здорового і функціонального мікробіому ґрунту поживні речовини не переробляються, а рослини ослаблюються, відкриваючи шлях для загарбників – комах і патогенних мікроорганізмів – для атаки.
Це погано не лише для рослин, але й для людей. Здорові ґрунти є основою для виробництва здорової їжі: ми залежимо від них у вирощуванні культур, які мають високу поживну цінність. Дослідження різних методів ведення сільського господарства підкреслили важливу – і часто недооцінену – роль, яку відіграє здоров’я ґрунту у визначенні щільності поживних речовин у вирощених продуктах. Це означає, що нам потрібно більше досліджень, спрямованих на розуміння впливу повеней на сільськогосподарські культури, важливі для продовольчої безпеки, включаючи дослідження того, як повені впливають на біологію, якість і здоров’я ґрунту, включаючи наслідки для корисних ґрунтових мікробів.
Що ще важливіше, дослідники повинні працювати над визначенням заходів, які після повені можуть допомогти підтримати здоров’я рослин, відновити родючість ґрунту і сприяти відновленню мікроорганізмів, що мешкають у ґрунті, і більших організмів. Наприклад, внесення азотних добрив одразу після повені було запропоновано як одну зі стратегій пом’якшення наслідків, що може повернути до життя затоплені водою рослини.
На жаль, мікроби, що живуть у ґрунті, та більші організми можуть відновлюватися довше, ніж активно зростаючі рослини. Їх реабілітація може тривати від року до кількох років, залежно від кількох факторів, включаючи тривалість та інтенсивність повені, а також стан ґрунту до екстремально вологих умов. Використання покривних культур є одним із рекомендованих заходів для відновлення цих організмів.
Моделювання, яке може допомогти визначити, де в майбутньому можуть статися паводки і як довго вони можуть тривати, має доповнити ці дослідження. Неможливо провести експерименти у всіх природних умовах, деякі з яких ще належить створити. Таким чином, моделювання повеней є важливим інструментом для перевірки гіпотез і аналізу різних сценаріїв, особливо щодо якості ґрунту, мікробних спільнот і здоров’я рослин.
Дані, отримані в результаті дослідницьких ініціатив і моделювання, повинні широко розповсюджуватися і передаватися урядам і гуманітарним організаціям. Таким чином, політики та лідери громадянського суспільства зможуть сформулювати стратегії та заходи для запобігання деградації ґрунтів, спричиненої повенями.
Країни по всьому світу повинні встановити взаємозв’язок між повенями, якістю ґрунтів, здоров’ям рослин і продовольчою безпекою. Тільки тоді, коли ми дбаємо про невидимий світ мікроскопічного життя, що лежить в основі нашого сільського господарства, ми можемо створити комплексну стратегію готовності та розробити науково обґрунтовані заходи для мінімізації шкідливого впливу повеней на виробництво сільськогосподарських культур. Оскільки екстремальні погодні явища стають все більш поширеними та інтенсивними, настав час припинити ставитися до нашого ґрунту як до бруду.
Автор: Естер Нгумбі – доцентка кафедри ентомології та афро-американських студій в Університеті Іллінойсу в Урбана-Шампейн.
Джерело: PS, США