مقاله ای که از تهدید جهانی خاکهای زمین می گوید.

یک مطالعه جامع ، تهدید جهانی خاکهای ما را نشان می دهد و خواستار استفاده پایدار با زمان کافی برای تولید مثل است تا نسلهای بعدی بتوانند از عملکرد خود تغذیه کنند.

خاک ، که معمولاً متر اصلی سطح زمین است ، یک منبع ضروری است. این یک عنصر مهم از جریان مواد جهانی ، ذخیره آب و مواد مغذی ، بستر گیاهان است که همه ما را تغذیه می کند. اما کف در معرض خطر است: استفاده بیش از حد دائمی یا آب بندی مستمر از طریق ساخت و سازهای شهری و جاده ها به این معنی است که کف می تواند وظایف خود را کمتر و کمتر انجام دهد. یک مطالعه جدید به وضعیت جهانی خاک ها و امکانات استفاده پایدار می پردازد.

CO 2 رد پای از پایه

گیاهان CO2 را از هوا جذب کرده و با استفاده از فتوسنتز آن را به کربوهیدرات تبدیل می کنند.  اگر گیاهان از بین بروند ، بقایای آلی میکروارگانیسم ها تجزیه می شوند و به عنوان منبع کربن در خاک ذخیره می شوند.
گیاهان CO 2 را از هوا جذب کرده و با استفاده از فتوسنتز آن را به کربوهیدرات تبدیل می کنند. اگر گیاهان از بین بروند ، بقایای آلی میکروارگانیسم ها تجزیه می شوند و به عنوان منبع کربن در خاک ذخیره می شوند.

منبع: © iStock.com/ThomasVogel

آب و هوا و خاک از نزدیک ارتباط دارند. آب و هوا در تشکیل خاک تأثیر دارد و آب و هوای پایدار نیز برای کشاورزی مهم است. گیاهان CO 2 را از هوا جذب کرده و با استفاده از فتوسنتز آن را به کربوهیدرات تبدیل می کنند . اگر گیاهان از بین بروند ، بقایای آلی میکروارگانیسم ها تجزیه می شوند و به عنوان منبع کربن در خاک ذخیره می شوند. مقدار کربن موجود در خاک بیش از چندین برابر جو است: در حال حاضر حدود 770 Gt (گیگاتون) کربن در جو وجود دارد (بیشتر به عنوان CO 2 و CH 4).) ، تقریباً کربن 2300 Gt در سه متر بالای لایه خاک جهانی وجود دارد. خاک به نوبه خود کربن را به شکل CO 2 از طریق فعالیت می به جو آزاد می کند . با گرایش فزاینده: کشت شدید خاک باعث افزایش میزان رهاسازی می شود. از زمان آغاز کار کشاورزی 11000 سال پیش ، 50 تا 70 گرم کربن اضافی نیز از خاک آزاد شده است که به نوبه خود باعث تغییر اوضاع شده است.

درجه حرارت بالاتر منجر به افزایش فعالیت می در خاک و در نتیجه افزایش بیشتر انتشار CO 2 می شود . ذوب پرمافراست نیز به انتشار افزایش منجر شود، اما از متان (CH 4 )، یک گاز گلخانه ای بطور قابل توجهی بیشتر موثر است. این می تواند 104 تا 629 درجه سانتی گراد از خاک آزاد کند ، آب و هوا و خاک را تغییر دهد و به این ترتیب بهره وری کشاورزی را تهدید کند.

عدم قطعیت های بزرگ

اما روندهای متضادی نیز وجود دارد: روشهای خاکورزی پایدار مانند کاشت مستقیم می توانند انتشار CO 2 را کاهش دهند . به همین ترتیب، فرض بر این است که بالاتر CO 2 -contents در جو تبدیل شدن به بیشتر زیست توده ، سرب طولانی ایستاده برای آب گیاهان و مواد مغذی به اندازه کافی در دسترس نیست. به نوبه خود ، 160 تا 1230 Gt کربن می تواند تا 2100 در خاک ذخیره شود.

اگر یکی از نسخه ها و ذخیره های اضافی را در برابر یکدیگر تنظیم کند ، نتایج بین افزایش میزان کربن موجود در خاک به میزان 253 Gt و از دست دادن 72 Gt تا سال 2100 نوسان می کند. این نشان می دهد که عدم قطعیت ها با این محاسبات تا چه اندازه عالی هستند. تاکنون هنوز مشخص نیست که خاکهای نیمکره شمالی با افزایش گرم شدن چگونه رفتار خواهند کرد. همچنین ، مدلهای فعلی تاکنون نتوانسته اند مقدار دقیق کربن ذخیره شده در خاک را دقیقاً محاسبه کنند - عدم قطعیت ها به ترتیب 770 Gt C. هستند ، اما مشخص است که هرگونه انتشار بیشتر کربن از خاک باید تا حد ممکن کم نگه داشته شود.

فرسایش شدید خاک در مزارع گندم در ایالات متحده.  در اینجا خاک توسط آب برداشته شد.
فرسایش شدید خاک در مزارع گندم در ایالات متحده. در اینجا خاک توسط آب برداشته شد.

منبع: © Jack Dykinga / ARS / wikimedia.org؛ حوزه عمومی

فرسایش خاک و شکل گیری جدید

چندین هزار سال طول می کشد تا یک خاک به طور کامل توسعه یابد. بشریت فقط چند دهه طول می کشد تا خاک ها را نابود کند. از آنجا که فقط مناطق محدودی برای کشاورزی جهانی در دسترس است ، باید با مدیریت پایدار اداره شود تا در آینده بتوانند به بشریت تغذیه کنند. فرسایش خاک به دلیل از بین رفتن نسبتاً سریع خرده های مزرعه حاصلخیز استو شکل گیری جدید بسیار کند مشکل جدی است. اصولاً دوره های زمین شناسی فرسایش خاک را در حدود 20 متر در میلیون در سال فرض می کنند. در ایالات متحده ، در حال حاضر فرسایش در برخی مناطق به حدی است که حداکثر 2000 متر خاک در هر میلیون در خاکهای فرآوری شده از بین می رود و به دوره های زمین شناسی تبدیل می شود ، بنابراین فرسایش در اینجا صد برابر شده است. در فلات لس چین حتی تا 10000 متر در هر میلیون وجود دارد.

در مقابل ، متوسط ​​نرخ تشکیل خاک جدید فقط 50 تا 200 متر در هر میلیون در سال است. بنابراین به وضوح قابل تشخیص است که مردم خاک بیشتری را برای تولید مثل مصرف می کنند. دلایل اصلی حذف پوشش گیاهی طبیعی است که باعث خرد شدن خاک و عدم ثبات در ساختار خاک طبیعی می شود ، به عنوان مثال با شخم زدن عمیق ، به گونه ای که خاک به طور فزاینده ای در اثر باد و مهمتر از همه آب از بین می رود. در اینجا نیز باید روشهای مناسب پردازش تدوین و بهبود یابد تا از بین رفتن خاک تا حد ممکن کم شود.

از بین رفتن و جایگزینی مواد مغذی

خاک ذخیره مواد مغذی گیاهانی است که روی آن رشد می کنند. خاکهای آلوده از تعادل طبیعی مواد مغذی برخوردار هستند ، زیرا گیاهان پس از از بین رفتن مواد مغذی خود را دوباره به خاک باز می گردانند. در کشاورزی ، بیشتر گیاهان هنگام برداشت محصول از بین می روند ، بنابراین مواد مغذی به تدریج از بین می روند. فرسایش و باران بقیه را انجام می دهد ، به طوری که مجدداً مواد مغذی خاک مجدداً مجدداً دوباره پر شده تا بتوانند به عملکرد خود ادامه دهند.

با توسعه روند هابر-بوش ، یعنی استخراج نیتروژن از هوا ، کودهای اضافی می توانند در مقادیر زیادی تولید شوند. در نتیجه ، به جای استفاده از زمین بیشتر برای غذا بیشتر ، می توانید به محصول بیشتری برسید و افراد بیشتری را در همان سرزمین تغذیه کنید. مضرات: تولید کودهای ازت و کشاورزی فشرده انرژی زیادی را مصرف می کند. این به طور فزاینده ای گران می شود و با توجه به تغییرات آب و هوایی ، مصرف زیاد انرژی به یک مشکل فزاینده تبدیل می شود.

علاوه بر این ، بر خلاف در دسترس بودن تقریبا نامحدود ازت ، فقط ذخایر محدود برای مواد مغذی به همان اندازه اساسی پتاسیم (K) و فسفات (P) وجود دارد. هردو نیز باید به روش انرژی و با هزینه بالا بدست آیند. در چند دهه گذشته قیمت یک تن فسفات از 80 دلار (1961) به حدود 700 دلار امروز رسیده است و برای پتاسیم پیش بینی می شود قیمت ها از 875 دلار در هر تن (2009) به 1500 دلار در سال برسد. تن در سال 2020 بالا می رود.

کود نیتروژن: نیتروژن یک ماده مغذی غیر قابل تعویض برای محصولات زراعی است.
کود نیتروژن: نیتروژن یک ماده مغذی غیر قابل تعویض برای محصولات زراعی است.

منبع: © oticki / iStock / Thinkstock

توزیع سپرده‌ها نیز یک مشکل است: بزرگترین ذخایر فسفات در مراکش و در برخی مناطق که از نظر ی ناامن هستند واقع شده است ، در حالی که پیش بینی می شود بیشترین سپرده در ایالات متحده در سال 2035 از بین برود. از این رو اختلاف نظرها در مورد توزیع مواد مغذی حیاتی گیاه برای تولید کودهای معدنی کاملاً امکان پذیر است. بنابراین ضروری است که از کودها به روش متوسط ​​استفاده شود و فرآیندهای بازیافت این مواد مثلاً از زباله های آلی ، کود مایع و کود جامد تهیه شود تا خطر کمبود و وابستگی در آینده کاهش یابد. در عین حال ، زباله های سازگار با محیط زیست از لحاظ معقول و زیست محیطی "خنثی" می شوند.

نیاز به اقدام برای آینده

انسان با اقدامات خود قرنهاست که عمیقاً در توسعه خاک مداخله کرده و بدین ترتیب تعادل موجود در خاک بطور فزاینده ای مختل می شود. اگر تخمین زده می شود 11 میلیارد نفر در سال 2100 تغذیه شوند ، این تأثیر زیادی بر قابلیت استفاده خاک ها در آینده دارد. آب و هوا نیز به شدت تحت تأثیر شرایط تغییر یافته خاک است ، با عواقبی که هنوز قابل پیش بینی نیست. برای مقابله با این تهدیدها ، بشر باید سریعاً نوعی از کاربری اراضی را اتخاذ کند که نیازی به خاک بیشتر از آن نباشد که بتواند خود را به طور طبیعی تجدید کند. بر این اساس ، باید استفاده پایدار وجود داشته باشد که تعادل در میزان کربن ، در دفع و تشکیل جدید خاک و در از بین رفتن و به دست آوردن مواد مغذی را ایجاد کند. این امر مستم تحقیقات گسترده میان رشته ای است تا بتواند رویکردهای جدید و مفاهیم مربوطه را توسعه داده و به روشهای جدید مقابله و حل نماید همه اینها افزایش سرمایه گذاری در تحقیقات را می طلبد. این تنها راه برای حفظ طبقه های آینده است که همه از آن می توانند زندگی کنند. در صورت عدم موفقیت ، ممکن است در آینده اوضاع بسیار سخت گیر شود.