Контроль климата начинается со здоровой почвы
Эрозия почвы приводит к тому, что возникает нехватка продовольственных ресурсов, а содержание углерода в атмосфере повышается.
Всемирная продовольственная организация при ООН в отчёте, выпущенном в 2015 году, заявила, что «тридцать три процента всех сельскохозяйственных земель планеты подверглись полному или частичному разрушению. Большая часть мировых земельных ресурсов находится в посредственном, скверном или очень скверном состоянии». Соответственно, ВПО настоятельно рекомендует активно противодействовать нарастающей деградации.
Фермеры и некоммерческие организации во многих странах пытаются улучшить состояние сельскохозяйственных земель, окружающей среды и климата.
Живая почва
Решение проблемы заключается в том, чтобы пересмотреть сам характер сельскохозяйственной деятельности. Если раньше в центре внимания была выращиваемая культура, то теперь фермерам следует обращать первостепенное внимание на состояние грунта. Почва однозначно не нуждается в тоннах удобрений каждый год. Уменьшение количества удобрений – натуральных или искусственных – подразумевает, что приоритет следует отдавать почвообразующим растениям перед «коммерческими». Вместо того, чтобы говорить: «Я собираюсь выращивать морковь, свёклу и т. д. там, где захочу, и тогда, когда захочу», фермер должен определиться с тем, какие покровные культуры следует выращивать в те или иные сроки, и в какой последовательности. В результате такого ведения хозяйства возникает высокопродуктивная ферма, на которой круглый год осуществляется улучшение плодородия почвы.
Суть правильного похода к земледелию можно передать двумя словами: «Почва живая». Люди понимают, что существует множество причин заботиться о грунте. И дело здесь не только в качестве выращиваемых на нем продуктов.
По словам Тома Ньюмарка, бывшего главного управляющего компании New Chapter, выпускающей пищевые добавки, одного из основателей и председателя правления The Carbon Underground, совладельца Finca Luna Nueva lodge и биодинамической фермы в Коста-Рике: «Поскольку от пятидесяти до семидесяти процентов плодородной почвы в мировом масштабе разрушено, у нас осталось лишь шестьдесят урожаев (лет), прежде чем исчезнет всякая возможность выращивать какие-либо продукты».
Помимо сокращения объёмов производства пищи, человечеству грозят и другие опасности – например, дезертификация, т. е. превращение в пустыни фермерских и естественных пастбищ. Кроме того, водный баланс настолько нарушен, что большая часть планеты страдает либо от засух, либо от наводнений. Если нас волнуют экстремальные погодные факторы, то мы должны озаботиться состоянием почвы.
Содержание углерода в грунте связано с почвенным органическим материалом, который разлагается, а также с микробиологией почвенных экосистем. Действуя в качестве «солнечно-водной батареи» почвенный органический материал способен удерживать от 20 000 до 70 000 галлонов воды на акр (четверть гектара). Когда качество почвы оставляет желать лучшего и в ней отсутствует органический материал, она не может задерживать дождевую воду, а растения не способны справляться с экстремальными погодными факторами. Как следствие, повышается относительная влажность, что препятствует формированию облаков и выпадению осадков. Соответственно, увеличивается засушливость, урожаи гибнут, а плодородные земли превращаются в пустыню.
Углерод
Возможно, самый значительный (и недооцениваемый) вклад грунта в трансформацию экосистемы – это роль, которую он играет в процессе климатических изменений посредством депонирования углерода. В планетарном масштабе почва является гигантским хранилищем углерода – того самого углерода, который фигурирует в новостных заголовках как фактор повышения температуры и уровня мирового океана. Возможность удержать избыток атмосферного углерода в грунте лежит в основе движения, именуемого регенаративным сельским хозяйством.
Однако возможен и обратный эффект: широкомасштабный выброс углерода в результате использования методов, применяемых в сельском хозяйстве. По словам Ньюмарка, «приблизительно сорок процентов избыточного диоксида углерода поступает в атмосферу непосредственно из почвы».
По данным ООН, речь идёт о цифре в тридцать процентов, однако эксперты ООН не приняли в расчёт окисление почвенных органических материалов, вызываемое обработкой грунта и применением азотных удобрений.
Тем не менее, можно увидеть выгоды от почвы, обогащённой углеродами. Помимо того, что накопление углерода в атмосфере замедляется или даже прекращается, почвы с высоким содержанием углеродов (жирные, закалённые) лучше способны сопротивляться воздействию климатических изменений.
Это хорошие новости, и звучат они ещё лучше, если сформулировать их так просто, как Ньюмарк: «Почва утратила углероды; она хочет вернуть их и знает, как это сделать». По словам Ньюмарка, существует проверенная временем технология – абсолютно безопасная, бесплатная и общедоступная. Она позволяет извлекать из окружающей среды все те углероды, которые мы безответственно туда запустили, и возвращать их в землю. Эта технология связана с фотосинтезом. Существует и следующее преимущество: углероды делают почву плодородной.
Плохие же новости таковы, что за последние полстолетия неправильным ведением сельского хозяйства человечество нарушило естественный порядок вещей. Однако выход есть: нужно возвратить углерод в почву, возродить её плодородность и обратить вспять климатические изменения. Делать это – значит поступать в соответствии с законами природы, а не воевать с ней.
Азот
Первый и абсолютно необходимый шаг на этом пути состоит в том, чтобы прекратить использовать искусственные азотные удобрения. Данные исследований по всему миру однозначно свидетельствуют о том, что использование азотных удобрений приводит к разрушению почвенной органики и выбросу углекислого газа в атмосферу.
Нам уже давно известны опасности азотных удобрений. Их широкое использование сопряжено с гибелью рыбы, прибрежными мёртвыми зонами, загрязнением грунтовых вод и атмосферы, уменьшением урожайности, сокращением количества лесов и лугов. Самое последнее открытие состоит в том, что азотные удобрения напрямую связаны с выбросом углерода и изменением климата. Однако принято считать, что азот – важный растительный нутриент, а умение синтезировать азот из разреженного воздуха (человечество научилось это делать сто лет тому назад) – важная составляющая сельскохозяйственной «зелёной революции», благодаря которой в середине двадцатого столетия были накормлены дополнительные рты. Именно потребность растительности в азоте делает синтетические удобрения такими эффективными, а эффективность способствует их широкому распространению.
Однако использование синтетического азота приводит к извращению экосистемы, стимулирует быстрый и ничем не сдерживаемый рост микробиоты, напоминающий рост раковой опухоли. Живая микробиологическая среда служит мерилом здоровья почвы, но её неконтролируемый всплеск порождает дисбаланс.
Всё вышеперечисленное, в конечном счёте, приводит к сложным «торговым переговорам». Натуральное потребление азота растениями требует от них сложного процесса обмена с бактериями, живущими в почве. Хотя и углерод, и азот в больших количествах присутствуют в воздухе, они не доступны напрямую всем нуждающимся. Растения не могут получить азот; бактерии не могут получить углерод. Однако бактерии имеют азот, а растения – карбогидрат (углерод в форме растительных сахаров), поэтому возможен обмен: растения способны менять свои насыщенные углеродами сахара на биологически доступный азот, которым обладают бактерии. Это совершенно естественный процесс.
Точнее, он остаётся таковым до тех пор, пока в игру не вступают синтетические азотные удобрения. Благодаря азоту растения получают биологически доступный азот, не тратя силы на «кормление» бактерий. В результате они становятся «ленивыми», и обмен, включающий не только азот, но и множество микронутриентов, прекращается.
Каково решение этой проблемы? Во-первых, необходимо срочно и полностью отказаться от всех синтетических азотных удобрений.
Во-вторых, нужно дать азоту, попадающему в почву, возможность там оставаться. В почве азот находится в относительно устойчивой форме, и структура почвы остаётся неповреждённой. Однако глубокая вспашка приводит к тому, что структура почвы разрушается, а углекислый газ попадает в атмосферу. Человечество должно прекратить повреждать тонкий плодородный слой, покрывающий большую часть земной поверхности.
Все эти меры легко осуществимы в биологическом смысле, однако на практике их нелегко реализовать в рамках существующей индустриально-сельскохозяйственной системы – особенно, не имея консенсуса. Многие считают, что отказ от синтетических азотных удобрений сродни отказу от интернета или автомобиля.
Миссия Роба Сайка, основателя и генерального директора Agri-trend заключается в том, чтобы «помогать фермерам прибыльным для них образом производить запасы продовольствия, состоящие из экологически безопасных продуктов». Сайк является специалистом по химии почвы, физиологии растений и питательной ценности сельскохозяйственных культур. Он рассматривает ГМО и химические вещества, используемые в сельском хозяйстве, в качестве критически важных факторов. По словам Сайка, «многое можно сделать для оптимизации использования азотных удобрений. Цель не в том, чтобы уменьшить их использование, а в том, чтобы использовать их более эффективно».
Джефф Пиззи – фермер в пятом поколении в восточной Манитобе в Канаде и один из клиентов Сайка. Пиззи говорит, что именно синтетические удобрения позволяют ему выращивать урожаи столь эффективно – так, как того требует общество.
Обработка почвы
Больше того, по словам Пиззи, благодаря синтетическим удобрениям у него отпала необходимость в обработке почвы. «Это то, от чего пока не отказалось органическое земледелие. Пахота – единственный инструмент в их арсенале, позволяющий уничтожать сорняки». С помощью генно-модифицированных сортов растений и гербицидов Пиззи удается заниматься фермерством, практически не прибегая к пахоте.
Пиззи говорит: «Мы используем дисковую сеялку, которая делает в почве маленькую канавку в приблизительно в полтора сантиметра шириной, помещает туда зерно и засыпает».
Даже Институт Родэйла, мировой лидер в практических исследованиях в области органического земледелия, признаёт, что полный отказ от пахоты и «одно лишь применение гербицидов с целью борьбы с сорняками невозможно использовать для производства экологически чистой продукции». Тем не менее, Родэйл исследует и внедряет методы, позволяющие отказаться от пахоты в органическом земледелии или свести пахоту к минимуму.
Гриффитс, владелец Aspen Moon Farm в Колорадо, уже несколько лет экспериментирует с органическим земледелием. По словам Гриффитса, «не столь многие фермеры отказываются от пахоты как таковой, мы все вынуждены переворачивать грунт с остатками растительности, чтобы подготовиться к следующему урожаю». Чизельный культиватор, который использует Гриффитс для вентилирования и разрыхления почвы, более разрушителен, нежели дисковая сеялка Пиззи, но не настолько, как ротационный культиватор. «Мы не используем ротационный культиватор, поскольку он переворачивает почву». По словам Пиззи, разные микробы живут в разных слоях почвы, «поэтому, всякий раз, переворачивая грунт, вы фактически убиваете жизнь в почве, которой приходится восстанавливаться».
Что касается урожаев, то здесь результаты Родэйла значительно отличаются от результатов Пиззи. За тридцать лет практики Родэйлу удалось добиться органических урожаев, равных тем, что выращивают традиционными методами, или даже превосходящих их по объёму – особенно в засушливые годы, когда органические почвы обладают большой способностью к восстановлению. Даже исследования, сообщающие о меньших органических урожаях, свидетельствуют о большей питательной ценности на акр.
Покровные культуры
Гриффитс говорит: «Мы не пытаемся купить плодородность а рынке. Мы пытаемся создать плодородность на самой ферме». С этой целью Aspen Moon Farm использует два ключевых фактора. Первый – покровные культуры.
Благодаря покровным культурам нутриенты, получаемые посредством фотосинтеза, сохраняются в фермосистеме. Совокупность покровных растений задерживает в почве различные нутриенты, включая азот. По словам Гриффитса, «качественная покровная культура должна быть способна «кормить» растения следующего года».
Роль животных
Второй ключевой фактор в деле обеспечения плодородности – это включение в цикл животных. Конечно, не в качестве конечного продукта. По словам Гриффитса, в цепочке присутствуют покровная культура, корова, курица и, наконец, растение. «Корова съедает покровную культуру, растительный материал переваривается в её организме, превращаясь, в конечном счёте, в компост. Затем появляется курица, ест жуков, семена травы, накапливает всё это, затем извергает, и вот – удобрение готово».
Размышления о климатических изменениях
Включить (или вернуть) животных в сельскохозяйственный цикл – это интригующая перспектива, однако следует учитывать такой хорошо задокументированный факт, как негативное воздействие мясной промышленности на климат. Животных содержат в больших грязных загонах, они с трудом переваривают траву, доставленную из регионов, находящихся за тысячи миль от скотоферм, и загрязняют атмосферу метаном – парниковым газом, который в двадцать пять раз более активен, нежели углекислый газ.
Однако данные последних исследований свидетельствуют о том, что большие жвачные животные, такие как коровы, могут и способствовать оздоровлению климата. Флагманом исследований в этом направлении является Savory Institute, некоммерческая организация, пропагандирующая холистический подход с целью возродить здоровье почвы.
Холистический подход подразумевает регулируемую во времени систему получения урожая, выпаса скота и возобновления плодородия почвы. Сотрудник Savory Institute Крис Керстон говорит, что повторное стравливание в их модели также будет производиться, но не слишком скоро. И вот почему: в то время, как съеденные скотом травы начинают расти вновь, их корни сокращаются, избавляясь от мёртвых частей, что критично. Когда часть корня умирает под землёй, необходимо «инъецировать» в почву органическую материю. Растение, посредством фотосинтеза и отторжения некротических частей корня, доставляет в почву солнечную энергию.
После того, как трава вырастает повторно, пастбище может выглядеть полностью возродившимся, но корням, чтобы отрасти повторно, требуется больше времени. Лишь тогда, когда это произойдёт, можно начинать новый выпас скота. По словам Керстона, владельцы ферм зачастую не сознают, что если не дождаться повторного роста корней, то возникнет экологическая угроза. В почве отсутствуют запасы углерода, а растение страдает из-за недостаточного размера корней и чрезмерного забора. В конце концов, травы прекращают повторный рост, и наступает опустынивание.
Таким образом, животных нужно перегонять на новые пастбища, а старые должны пустовать достаточно долго для того, чтобы полностью восстановиться. Этот нюанс лежит в основе холистического подхода к эксплуатации земли и критически важен.
В рамках же современной практики животные остаются на одном месте за изгородью из колючей проволоки.
Однако можно перемещать стадо в пределах одного участка, и именно здесь холистический подход приходит к нам на помощь: необходимо учить фермеров, как управлять перемещением скота так, чтобы это максимально напоминало мир природы, и создавать здоровую комбинацию флоры и фауны. Нужно вернуть стада на те земли, где сейчас выращивается кукуруза, идущая на корм животным. Вместо того, чтобы поедать покупной фураж, скот может есть остатки растений, удобрять почву, разрыхлять поверхность почвы, готовя её к посадке культурных растений.
Техасский специалист по рекламе и маркетингу доктор фармацевтических наук Ричард Тиг занимается документированием благ специализированного пастбищеоборота. Тиг провёл широкомасштабное многолетнее исследование регенерационных агротехнических приёмов. В рамках исследования он сравнивал схожие участки земли, на которых использовал различные методы пастьбы, анализируя растительность на землях, где выпас скота не применялся, где практиковалась непрерывная пастьба (при этом интенсивная и умеренная пастьба анализировались по отдельности), и ротационная пастьба. В целом, ротационная пастьба позволяет добиться лучшей структуры растительности и более высокого содержания углеродов в почве, увеличивает способность грунта удерживать воду и питательные вещества.
Похоже, в основе ключевых биологических процессов лежит перемещение избытка углерода из атмосферы, где он нежелателен, в почву, где он крайне необходим. Это хорошие новости, поскольку это означает, что существует решение таких проблем, как разрушение почвы и изменение климата, и всё, что нужно для решения проблем – сделать шаг в сторону.
На вопрос о том, как быстро повреждённые земли начинают восстанавливаться, Ньюмарк даёт лаконичный и полный энтузиазма ответ: «Немедленно!» Он признаёт, что требуется известное время для того, чтобы полностью нейтрализовать урон, но сам процесс исцеления почвы начинается в первый же день. Цитируя исследование Тига, Ньюмарк говорит о реках, которые исчезли или стали сезонными в результате опустынивания. «Эти, ныне почти эфемерные, реки некогда были полноводными – всего лишь десять лет тому назад».
Нюмарк подводит итоги: «Каждое утро я просыпаюсь с надеждой, поскольку решение в буквальном смысле лежит у нас под ногами».