Организацията по прехрана и земеделие на Обединените нации, FAO, идентифицира няколко области, които ще получат повишено внимание при опазването на здравето на почвата
Интегрираното управление на почвеното плодородие по дефиниция има за цел да увеличи добивите на културите, като същевременно поддържа устойчиво, дългосрочно здраве на почвата чрез разумно използване на торове, рециклирани органични ресурси, подходящи районирани сортове и подобрени агрономически практики. Заедно тези мерки минимизират загубите на хранителни вещества и ги запазват за продуктивни, здрави култури.
Като част от стратегията на ФАО за интегрирано управление на почвеното плодородие, с напредъка на агронауката се появяват и публикуват нови точки.
Нови и повече азотфиксиращи растения
Растенията, фиксиращи азот, подобряват плодородието на почвата чрез различни подходи, включително улавяне на атмосферен азот чрез биологично фиксиране на азот.
Понастоящем се използват симбиотични растения като бобови култери, но е известно, че поне 13 рода, принадлежащи към прокариотната група, фиксират азот.
Биологичната азотна фиксация е един от начините фермерите да избегнат прекомерната употреба на синтетични азотни торове. В действителност, повече от 60% от свързания азот на планетата идва от биологична фиксация, така че е спешно и необходимо да се увеличи делът на растителните биологични фиксатори в глобалната посевна площ, за да се осигури хранене на почвата с азот и нарастващото световно население – с храна.
Намаляване на разходите и активно въвеждане на селскостопански технологии
Има широка гама от технологично ориентирани решения за по-добро управление на хранителни вещества и торове, включително използването на сензори, инструменти за цифрово многосимволно моделиране, апликатори с променлива скорост, инхибитори на нитрификация и т.н.
Ползите варират от по-добро диагностициране на проблеми със сензори, по-ефективно трене по отношение на доза, време и методология на приложение до алтернативни източници на азот.
Инструментите за моделиране помагат за по-добро диагностициране на „поведението“ на хранителните вещества, внесени с торовете, и намаляват рисковете от замърсяване и еутрофикация (което се случва, когато околната среда е обогатена с хранителни вещества, увеличавайки растежа на растения и водорасли във водни тела).
Сензорната технология е полезна при мониторинг на почвата. Проксималното сондиране на почвата (когато сензорът е близо до или в пряк контакт с почвата) е интердисциплинарен подход, който включва инструменти, наука за данни, геостатистика и прогнозно моделиране.
Интегрирането на тези дисциплини позволи успешното прилагане на сензори за диагностициране на атрибутите на почвеното плодородие. Напредъкът в сензорите, съвместими с онлайн измервателни системи и преносими сензорни системи, се допълват добре и са доказали своята полезност.
Спектроскопията е изследване на взаимодействието между материя и електромагнитно излъчване.
Видимата и близката инфрачервена спектроскопия (Vis-NIRS) и средната инфрачервена спектроскопия (MIRS) са успешно използвани за определяне на общия азот в почвата.
Моделирането и управлението на спектрални данни са важни стъпки в разработването на методи като азотно торене с променлива норма. Тоест прилагане на точното количество азотни торове на точното място в точното време с помощта на модерни технологии за прецизно земеделие.
Методите Vis-NIRS и MIRS повишиха рентабилността и точността на сензорите не само в случай на азот в почвата, но и при определяне на различни аспекти на анализа на почвата, които пряко влияят върху плодородието на почвата, като размер на частиците, агрегация и водно съдържание.
Оптичните сензори се оказаха полезни инструменти за подобряване на ефективността на използване на азот и прилагане на подходящи количества азотни и фосфатни торове в различни региони на света, като по този начин спомагат за постигане на максимален очакван добив.
Недостатъкът на тези стратегии е цената. Въпреки това напредъкът в технологиите направи възможно разработването на по-малко, по-евтино и по-преносимо оборудване, увеличи печалбите на фермерите и значително намали емисиите, особено азотен оксид, най-важният парников газ след метана и въглеродния диоксид.
В крайна сметка преходът към високотехнологично земеделие ще се осъществи в световен мащаб, въпрос на време е.
Торове с повишена ефективност
Торове с повишена ефективност могат да намалят емисиите на азотен оксид и да увеличат добивите.
Мета-анализ на 43 проучвания в различни континенти установи, че инхибиторите на нитрификация, двойните инхибитори (уреаза плюс инхибитори на нитрификация) и азотните торове с контролирано освобождаване трайно намаляват емисиите на азотен оксид в сравнение с конвенционалните азотни торове.
Биостимулантите включват хуминови и фулвинови киселини (и двете произведени от гниене на растенията и открити в хумуса), аминокиселини и смеси от пептиди. Водорасли и растителни екстракти, хитозан (захар, получена от външния скелет на миди) и други биополимери (биоразградими естествени полимери, произведени от клетките на живи организми) също се използват като биоторове и биостимулатори.
Други азотни молекули, считани за биостимулатори, включват бетаини, полиамини и непротеинови аминокиселини. Те са разнообразни в растителния свят, но техният благотворен ефект върху културите е слабо разбран.
Като биостимуланти могат да действат различни микроби.
Ползите от използването на биостимулатори включват повишена ефективност на абсорбция и асимилация на хранителни вещества, устойчивост на биотичен или абиотичен стрес. Продуктите могат да допълват и в някои случаи дори да заменят химическите продукти и да подобряват метаболизма и биохимичната активност на растенията.
Биостимулаторите обаче са сравнително нови продукти. Тяхната регулация все още не е напълно ясна, а в някои случаи липсва, което може да доведе до продажба на некачествени продукти. Необходими са ясна регулация и оценка на качеството, както и повече изследвания, за да се разберат напълно механизмите и функционирането на биостимулаторите в културите и почвите.
Полимикробни почвени инокулации
Комбинацията от полезни и екологично чисти микроорганизми за селскостопанско производство, като разтворители на фосфор и азотфиксатори, заедно с неорганични торове, е все по-важна област на изследване, насочена към разработване на микробни формулировки, които подобряват полезните свойства на минералите и намаляват отрицателното въздействие върху околната среда.
Тъй като повечето земеделски системи са ограничени в азот и фосфор, този подход вероятно ще бъде от глобален интерес. Наличните данни показват, че дори една полимикробна ваксинация може да има положително въздействие върху производителността в земеделието.
