Эрозия почвы — серьезная проблема в сельскохозяйственном производстве. Он влияет на качество почвы и несет в себе питательные отложения, загрязняющие водные пути. Хотя эрозия почвы — это естественный процесс, сельскохозяйственная деятельность, такая как обычная обработка почвы, усугубляет ее. Новое исследование Университета Иллинойса показывает, что фермеры, внедряющие методы нулевой обработки почвы, могут значительно снизить скорость эрозии почвы.
Полный переход на нулевую обработку почвы снизил бы потерю почвы и выход наносов более чем на 70%, — говорит Санхюн Ли, докторант кафедры сельскохозяйственной и биологической инженерии.
Но даже частичное изменение методов обработки почвы может дать значительные результаты, добавляет он.
«Если мы сосредоточимся на наиболее уязвимых областях с точки зрения эрозии почвы, то только 40% нулевой вспашки покажет почти такое же сокращение, как и 100% нулевая обработка почвы», — говорит Ли.
В исследовании использовались физические данные и компьютерное моделирование для оценки эрозии почвы в водоразделе Драммер-Крик, который является частью водораздела реки Верхний Сангамон в Центральном Иллинойсе. Основными культурами в этом районе являются кукуруза и соя, а обработка почвы является преобладающей сельскохозяйственной практикой.
«Скорость эрозии почвы увеличивается и ускоряется из-за неустойчивого сельскохозяйственного производства. Одна из основных причин — это традиционная обработка почвы на поле», — говорит Ли. «Наша модель предоставляет инструмент для оценки воздействия обработки почвы на эрозию почвы через водораздел».
Ли и соавторы Мария Чу, Хорхе Гусман и Алехандра Ботеро-Акоста разработали структуру моделирования, объединив гидрологическую модель (MIKE SHE) с Проектом прогнозирования водной эрозии (WEPP) для изучения воздействия практики нулевой обработки почвы в водоразделе. Модель WEPP предоставила источники наносов с сельскохозяйственных полей при различных методах обработки почвы, а гидрологическая модель смоделировала перенос наносов через водораздел.
Исследователи включили исторические данные о климате, свойствах почвы, данные об образцах отложений и других соответствующих показателях, а затем использовали комбинированную модель, чтобы предсказать, как различные методы управления влияют на скорость эрозии почвы.
«Фермеры могут предпочесть обработку почвы, потому что влажные климатические условия вызывают уплотнение почвы», — говорит Ли. «Однако эрозия почвы удаляет верхний слой почвы, который содержит много питательных веществ, и это может снизить урожайность в долгосрочной перспективе. Эрозия почвы также влияет на качество воды, как локально с течением времени, так и на расстоянии. Следовательно, фермерам необходимо взвесить преимущества обработки почвы с последствиями эрозии почвы и выбрать лучшие стратегии управления. Рамки моделирования могут помочь определить наиболее уязвимые области, чтобы производители могли применять методы устойчивого управления там, где это наиболее важно», — отмечает Ли.