Adakah Terdapat Cara Lebih Baik untuk Bertani? Tanya The Roots

Tiada takrifan ringkas tentang "cara bertani yang betul" kerana sebarang jawapan perlu mencerminkan kekangan setiap kawasan penanaman (jenis tanah, cuaca, infrastruktur...) dan sumber serta pasaran yang tersedia untuk petani. Untuk menjadikan perkara lebih rumit, terdapat banyak kemungkinan gabungan amalan pertanian khusus untuk dipertimbangkan termasuk sistem pembajakan yang berbeza, giliran tanaman, tanaman penutup atau tanaman berganda, penyepaduan ternakan, tebangan, pemerdagangan roda terkawal, strategi pembajaan dan banyak lagi. Untuk mana-mana gabungan amalan tertentu, menilai sama ada ia merupakan "cara yang baik untuk bertani" masih memerlukan pertimbangan lima soalan berikut:

1. Adakah ia berfungsi untuk petani, secara praktikal dan ekonomi?

2. Adakah ia menggunakan sumber yang terhad secara bertanggungjawab seperti tanah, air, tenaga…?

3. Adakah ia meminimumkan kesan alam sekitar?

4. Adakah ia mengoptimumkan kesihatan tanah dengan cara yang meningkatkan daya tahan dalam menghadapi perubahan iklim?

5. Bolehkah ia membantu mengurangkan perubahan iklim potensi khas pertanian menyeluruh untuk mengasingkan karbon dalam tanah?

Terdapat "hasil" yang boleh diukur yang boleh membantu menjawab kebanyakan soalan ini. Ini termasuk perkara seperti hasil tanaman, penggunaan tenaga dan air, baja dan perlindungan tanaman, input, pemantauan alam sekitar dan data "atas tanah" lain. Tetapi dua soalan terakhir tentang tanah adalah lebih sukar untuk ditangani kerana sangat sukar untuk mencirikan sepenuhnya apa yang berlaku di bawah tanah. Bagi kebanyakan tumbuhan terdapat 1.5 kali lebih banyak "bahan kering" di bawah tanah seperti di atas. Akar dan semua organisma berkaitannya terdiri daripada sistem kompleks yang berubah mengikut masa dan merentasi tiga dimensi dengan kebolehubahan yang besar. Sebaik-baiknya kita boleh melihat kepada pertanian untuk menyediakan tanaman yang kita perlukan dan pada masa yang sama mengasingkan karbon dalam tanah untuk membantu mengurangkan perubahan iklim, tetapi untuk mengoptimumkan kedua-dua matlamat tersebut adalah penting untuk mengetahui apa yang berlaku di dalam tanah walaupun pada kedalaman yang agak dalam.

Boleh dikatakan cara terbaik untuk mendapatkan gambaran besar tentang apa yang berlaku di bawah tanah adalah dengan "bertanya akarnya." Terdapat ahli agronomi bernama Michael Petersen yang telah menghabiskan sebahagian besar kerjayanya untuk melakukan perkara itu. Michael mendapat ijazah dalam Sains Tanah dari Universiti Nebraska pada tahun 1972 dan bekerja untuk Perkhidmatan Pemuliharaan Tanah (yang kemudiannya menjadi Perkhidmatan Pemuliharaan Sumber Asli atau NRCS). Selepas 34 tahun dalam peranan itu, beliau menghabiskan lebih daripada satu dekad dalam peranan penyelidikan pengeluar peralatan ladang, Ortman. Dia juga telah bekerja sebagai perunding - peranan yang dia teruskan hari ini dari rumahnya di Colorado.

Lebih 3

Selama 5 tahun, Petersen telah menggunakan backhoe untuk menggali 1,760 "root pit" di ladang ladang untuk memerhatikan profil pengakaran sedalam 12 hingga 15 kaki. Mana-mana ahli biologi tumbuhan akan mengakui bahawa akar adalah sangat penting, tetapi sangat sedikit penyelidik yang pernah melakukan kerja seperti ini. Oleh itu, pemerhatian Petersen adalah "tetingkap" yang berharga ke dalam dunia tumbuhan yang tersembunyi tetapi sangat penting di bawah tanah. Kebanyakan kerjanya adalah dengan jagung di Midwest, tetapi Petersen juga telah melihat banyak tanaman lain di banyak geografi termasuk Barat Laut Pasifik, Afrika Selatan dan Eropah. Beliau kini sedang mengusahakan sebuah buku untuk meringkaskan penyelidikannya selama bertahun-tahun dan beliau berharap ia akan menggalakkan golongan muda untuk melibatkan diri dalam penyelidikan seperti ini. Artikel ini akan membincangkan hanya beberapa sorotan daripada pengalamannya.

Kedalaman Pengakaran: Akar tanaman baris boleh tumbuh agak dalam jika tiada penghalang seperti kuali di dalam tanah. Kacang soya menembusi sekitar 4 kaki, gandum 5 hingga 6, jagung hingga 8 kaki, bunga matahari hingga 9 dan alfalfa hingga 15 atau bahkan 30 kaki. Aktiviti cacing tanah boleh memanjang hingga 6 atau bahkan 8 kaki dan itu penting untuk penyerapan karbon kerana ia mengangkut bahan tumbuhan dari permukaan turun ke kedalaman tersebut. Mycorrhizae ialah kulat berfaedah yang dikaitkan dengan akar dan ia boleh aktif sehingga dua kaki dan glomalin yang dihasilkannya merupakan penyumbang penting kepada penyerapan karbon.

Kini terdapat beberapa inisiatif yang menawarkan untuk membayar penanam untuk mengusahakan ladang dengan cara yang boleh mengasingkan karbon di dalam tanah (contohnya tidak bertani, menutup tanaman,...), tetapi atas sebab praktikal, karbon tanah biasanya hanya diukur dalam 4-6 teratas. inci dan terdapat tumpuan pada kaedah pertanian yang meninggalkan banyak sisa tanaman di atas tanah. Terdapat juga pendekatan penderiaan jauh yang boleh mengesahkan amalan pertanian tertentu dan kemudian menggunakan pemodelan untuk menganggar karbon tanah. Walaupun pendekatan pengukuran ini praktikal pada skala, mereka tidak menangkap apa yang berlaku pada kedalaman yang boleh mencerminkan bentuk penyerapan karbon jangka panjang yang paling stabil serta kesihatan tanah dan toleransi kemarau.

Akibat pembiakan: Secara tradisinya, penternak tumbuhan mengetahui bahawa kacukan atau varieti tertentu lebih sesuai untuk tanah atau kaedah pengurusan yang berbeza, tetapi mereka tidak menggunakan sesuatu seperti lubang Petersen untuk menilai bagaimana ini berkaitan dengan corak pengakaran. Itu mula berubah dan kini terdapat juga garisan jagung yang dibangunkan khusus untuk pengakaran yang mendalam dan minat untuk membangunkan lebih banyak lagi. Jumlah pengakaran biasa bagi setiap pokok jagung adalah sekitar 3,700 inci padu, tetapi kultivar dan amalan terbaik boleh membawa kepada jumlah pengakaran dalam julat 8,000 inci padu setiap tumbuhan. Potensi penyimpanan karbon dalam talian ini perlu didokumenkan sepenuhnya.

Tingkah Laku Mengakar Jagung: Tumbuhan jagung tidak berkongsi zon pengakaran – mereka berhenti tumbuh ke arah satu sama lain apabila mereka merasakan jiran. Setiap tumbuhan mempunyai jenis struktur akar berbentuk kotak yang berbeza dengan satu dimensi terhad kepada beberapa inci dengan ketumpatan penanaman dalam baris, lebar ditentukan oleh jarak baris, dan kedalaman agak bergantung pada suhu kerana di kawasan Utara tanah di bawah 5 kaki atau lebih mungkin tidak pernah cukup panas untuk membolehkan akar tumbuh lebih jauh. Ini mempunyai kesan untuk ketumpatan penanaman yang optimum.

Sistem pembajakan: no-till sering dianggap sebagai sejenis "standard emas" untuk pengurusan tanah dan sisa, tetapi Petersen sering memerhatikan bahawa tanah atas boleh menjadi semakin padat dalam sistem pembajakan sifar. Terdapat kekurangan liang yang lebih besar yang boleh menampung akar jagung kerana ia selalunya dalam julat diameter 5mm. Perkembangan akar awal cenderung lebih baik dalam sistem jalur-till yang menyediakan tanaman anak benih dengan zon tanam 10” lebar dan 12” dalam dalam barisan penanaman. Petersen telah menemui mengikut susunan ketumpatan akar keseluruhan 35% lebih tinggi dalam sistem jalur-till (lihat contoh rajah profil akar di bawah). Tanah berjalur juga mempunyai liang yang lebih besar yang menyokong aktiviti cacing tanah serta penembusan air hujan atau pengairan yang lebih dalam. Jika sebenarnya terdapat deposit karbon yang setara atau lebih besar yang dikaitkan dengan pertumbuhan di luar zon pembajakan, ia mungkin lebih mudah menjual kepada penanam apabila beralih kepada pelucutan penanaman daripada menyelesaikan tanpa kerja.

Tanaman Penutup: Di kawasan yang mempunyai taburan hujan yang mencukupi, tanaman penutup sangat diingini kerana mereka terus memberi makan kepada bioma tanah untuk lebih sepanjang tahun, dan ada yang berakar umbi dalam. Tanaman penutup dikenali sebagai bahagian yang sangat baik dalam program kesihatan tanah, tetapi ekonominya hanya positif dalam jangka sederhana hingga panjang. Sekali lagi adalah mungkin sumbangan penuh mereka kepada penyerapan karbon kurang dianggarkan oleh pensampelan cetek.

Zon Pemadatan: Satu strategi pertanian yang agak biasa ialah menggunakan stereng automatik dan GPS untuk memastikan bahawa hanya sebahagian kecil padang yang pernah dimampatkan oleh tayar peralatan. Jika baja hanya digunakan pada bahagian ladang yang tidak padat, pelepasan gas rumah hijau nitrus oksida yang kuat akan berkurangan. Walau bagaimanapun, apa yang Petersen perhatikan ialah "landasan roda terkawal" atau "tramlines ini menjadi masalah untuk pertumbuhan akar keseluruhan dan hasil dari masa ke masa, dan mungkin lebih baik untuk mengalihkannya setiap 5 tahun atau lebih. Lebih banyak penyelidikan diperlukan tentang bagaimana ia mempengaruhi karbon yang disimpan. Alternatif lain termasuk tayar yang sangat lebar yang membolehkan peralatan "terapung" di atas padang, atau mungkin peralatan autonomi yang sangat kecil yang sedang dibangunkan sebagai alternatif.

Contoh yang Baik: Apabila ditanya apakah jenis elemen sistem keseluruhan yang kelihatan sangat baik dari perspektif pembangunan akar, Petersen memetik jalur hingga, dan putaran 4 tahun (cth jagung, soya, bijirin kecil, dan satu tahun tanaman penutup campuran). Dia akan menambah beberapa aplikasi baja jika ada kerana ia memperkenalkan bakteria yang bermanfaat untuk mikrobiom tanah dan membantu dalam pencernaan bahan organik dan pembebasan nutrien seterusnya. Sistem semacam ini boleh membawa bahan organik tanah sehingga julat 6% dan menyimpannya di sana dengan pertumbuhan akar yang sangat baik di seluruh profil tanah. Itu sememangnya bukan satu saiz yang sesuai untuk semua sistem, tetapi ia boleh dilaksanakan di banyak geografi.

Fikiran penutup: Akar Sihat dan mikrobiom yang mereka makan adalah antara penyumbang utama kepada karbon yang boleh diasingkan dalam tanah ladang. Mereka juga merupakan asas untuk toleransi kemarau yang lebih besar, dan penghapusan nutrien. Jelas sekali menggali lubang akar yang besar tidak boleh menjadi sistem yang digunakan untuk mengesahkan kredit karbon, tetapi nampaknya logik untuk menggunakan kaedah ini dalam peringkat percubaan apabila kaedah pertanian dan genetik sedang dibandingkan.