Klimabestandige planter: Forskere avslører nøkkelen ligger i jorda

Klimabestandige planter: Forskere avslører nøkkelen ligger i jorda

Siden Klimaendringene truer bøndenes evne til å skaffe mat til verden å produsere, mener forskere og miljøaktivister at de har funnet en løsning: leke i skitten.

De rapporterer økende eksperimentelle bevis på at forbedring av jordkvaliteten kan gjøre avlingene mer motstandsdyktige mot tørke og ekstremvær – og oppfordrer regjeringer til å tilby økonomiske insentiver til bønder som driver regenerativt landbruk for å gjøre jordbruksland klimaresistent. Disse praksisene inkluderer promotering av Jordmikrobiom – dvs. det mikrobielle samfunnet i jorda – ved å rotere planter mellom åkre og legge til «dekkvekster». Disse plantene er ikke nødvendigvis høstet, men de hindrer jorderosjon og øker næringsstoffene i jorda.

"Det er mange ringvirkninger av klimaendringer som skaper utfordringer for matsystemet vårt," sier Rob Myers, direktør for Center for Regenerative Agriculture ved University of Missouri i Columbia. "Metodene for å motvirke dette er biologisk mangfold, mer organisk materiale i jorda - og integrerte tilnærminger."

Overgang til slik praksis krever imidlertid en innledende investering. Forskere og bønder som har snakket med Nature bekrefter at regenerativt landbruk fungerer, men det kan ta noen år før gårder ser profitt. I USA oppfordrer talsmenn Kongressen til å inkludere flere subsidier for regenerativt landbruk i Farm Bill, en omfattende lovpakke som oppdateres hvert femte år, og som inkluderer midler til katastrofehjelp og bondeopplæring. Den siste versjonen utløp 30. september. I mellomtiden trådte den siste versjonen av EUs felles landbrukspolitikk i kraft i fjor og inkluderte midler til bønder som tar i bruk slike bærekraftige praksiser.

Gulvpleie

Industrielt landbruk er vanligvis avhengig av gjødsel, plantevernmidler og maskiner for å produsere høyavkastende monokulturer - som mais eller hvete. Overdreven bruk av kjemikalier i disse avlingene forstyrrer økologiske prosesser i jorda og er en ledende årsak til vannforurensning i USA. Usunn jord har problemer med å absorbere vann eller lagre næringsstoffer.

Anslagsvis 8505 millioner tonn matjord på amerikansk jordbruksland gikk tapt på grunn av erosjon mellom 2013 og 2017. FNs mat- og landbruksorganisasjon advarer om at mer enn 90 % av verdens jord står i fare for å bli ødelagt innen 2050; dette kan føre til økt hungersnød.

Mens regenerativt landbruk ikke har noen formell definisjon, sier forskere som snakket med Nature at dets generelle mål er å gjenoppbygge sunn jord. Dette starter med å øke mengden organisk materiale – inkludert levende røtter og gjødsel – for å gi næring til jordmikrobiomet og resirkulere næringsstoffer til planter.

Selv om begrepet er moderne, er prinsippene for regenerering eldgamle. Å implementere dem representerer "en tilbakevending til noen av praksisene som vi som menneskehet har stolt på i tusenvis av år," sier Rich Smith, en agroøkolog ved University of New Hampshire i Durham.

Dekkvekster

En praksis som anses som regenerativ er å dyrke dekkvekster: planting av arter som vanligvis ikke høstes, for eksempel kløver, når hovedavlingen er utenom sesong, i stedet for å la bakken være ubeplantet. Røttene til dekkvekster hindrer erosjon og absorberer overskudd av nitrat fra gjødsel som ellers ville lekke ut i bekker og grunnvann. Når en bonde kutter dekkavlingen som forberedelse til neste planting av hovedavlingen, blir den inkorporert i jorda der den mater bakteriene og virvelløse dyr i jorda og forbedrer jordens fruktbarhet. I 2022 var bare rundt 5 % av dyrket mark i USA under dekkvekster, men dette tallet har økt; I 2022 var dyrkingen 17 % høyere enn i 2017.

Under en alvorlig tørke som ødela mais- og soyaavlinger i det amerikanske Midtvesten i 2012, hørte Myers fra bønder som sa at åkre med dekkavlinger ikke var like hardt rammet som de uten. Så han jobbet med Conservation Technology Information Center, en ideell organisasjon i West Lafayette, Indiana, som fremmer bevaring i landbruket, og et bærekraftig landbruksprogram fra US Department of Agriculture (USDA), for å opprette National Cover Crop Survey. Forsker undersøkte rundt 700 bønder og fant ut at maisavlingene i gjennomsnitt var 9,6 % høyere og soyaavlingene var 11,6 % høyere når dekkvekster ble plantet i disse feltene.

Dette var overraskende fordi "den gangen trodde mange mennesker at dekkvekster drenerte fuktighet" og ikke la igjen nok til hovedavlingene, sa Myers.

USDA tilbyr subsidier til bønder som bruker dekkvekster. Av bønder som deltok i National Cover Crop Survey 2022-23 og mottok betalinger for dyrking av dekkvekster, sa 90 % at de sannsynligvis ville fortsette praksisen etter at finansieringen opphørte.

Setter pris på mangfold

Det er også bevis på at vekstskifte kan forbedre jordkvaliteten og motstandskraften. Å dyrke forskjellige avlinger, i stedet for å dyrke den samme monokulturen i samme åker i årevis, kan forbedre jordkvaliteten uten å ofre produktiviteten, sa Smith.

Dette kan oppnås ved å rotere forskjellige avlinger, inkludert dekkvekster, i samme åker over tid, eller ved å plante flere avlinger samtidig i samme åker, inkludert de "tre søstrene", mais, bønner og squash, som har blitt dyrket av noen indianerstammer i århundrer.

En gjennomgang av 20 studier som analyserte effekten av vekstskifte på jordlivet fant at rotasjon av flere arter økte antallet mikroorganismer i jorda med omtrent 15 % sammenlignet med monokultur åkre og økte mikrobielt mangfold med mer enn 3 % 1. Å dyrke to eller flere forskjellige avlinger produserer også mer av næringsstoffene karbon og nitrogen i jorda enn monokulturer 2. En gjennomgang av 33 artikler som undersøkte åkre der belgfrukter og korn ble dyrket sammen, fant en økning i stabiliteten i avlingene fra år til år sammenlignet med monokultur åkre. 3, som antyder at gårder med biologisk mangfold kan øke matsikkerheten.

"Slike systemer kan ofte være mer motstandsdyktige mot værvariasjoner og har forbedret sykdomsresistens," sier Smith. "Bevisene er relativt sterke for at de opprettholder, om ikke øke, avkastning."

Innovative insentiver

Men overgangen til regenerativt landbruk kan ta rundt tre år å lønne seg, sier bønder og forskere som har snakket med Nature.

Brandon Kaufman, en fjerde generasjons bonde i Moundridge, Kansas, roterer avlinger og lar storfe beite åkrene om høsten og vinteren for å gjødsle jorda. Da han startet regenerativt jordbruk på industrigården han arvet, sa han at han ikke hadde "ikke noe sikkerhetsnett." Offentlige subsidier "utfordret meg til å prøve noen ting, og jeg fikk en enorm mengde kunnskap som et resultat."

Føderale, statlige og bedriftsprogrammer som gir insentiver for å plante dekkvekster slutter vanligvis etter at bøndene har byttet. For å støtte produsentene som leverer landets mat og implementerer denne praksisen på lang sikt, bør US Farm Bill inkludere et tiltak for å senke forsikringspremiene for bønder, sier Kaufman og andre. USDA testet denne ideen under COVID-19-pandemien ved å tilby en forsikringsrabatt på $ 5 per acre til bønder som plantet dekkvekster. Det føderale programmet er siden avsluttet, men delstatene Iowa, Wisconsin og Illinois har implementert sine egne versjoner.

Bønder kan bevege seg bort fra industriell jordbrukspraksis og mot sunnere jord, sier Kaufman. "Det tar bare tid" og økonomiske insentiver å få produsentene til å ombestemme seg, legger han til. Dette er viktig fordi "når du tenker på dine barn og barnebarn ... hvor vil maten deres komme fra om 100 år?"

1. Venter, Z.S., Jacobs, K. & Hawkins, H.-J. Pedobiologia 59, 215–223 (2016).

   Artikkel
   
   Google Scholar

2. McDaniel, M. D., Tiemann, L. K. & Grandy, A. S. Ecol. Appl. 24, 560–570 (2014).

   Artikkel
   PubMed
   
   Google Scholar

3. Raseduzzaman, M. & Jensen, E. S. Euro. J. Agron. 91, 25–33 (2017).

   Artikkel
   PubMed
   
   Google Scholar

Last ned referanser