Вспашка, мульчирование или прямой посев: Моделирование изменений структуры почвы как важное фундаментальное исследование

С 1972 года большинство стран мира отмечают Всемирный день окружающей среды ООН 5 июня. В последние десятилетия экологическая осведомленность возросла. Все больше людей осознают, насколько уязвимы природные ресурсы, от которых мы все зависим. Тем не менее, ситуация ухудшается, и глобальные усилия по защите окружающей среды остро необходимы.

В рамках проекта, финансируемого Немецким исследовательским фондом (DFG), два аспиранта, Парвати Чандрасекхар и Янис Крейзельмайер, исследовали, как сельскохозяйственная обработка влияет на структуру почвы и как это может изменить ее способность накапливать и передавать воду. Их научными руководителями были профессор Карл-Хайнц Фегер из Института почвоведения и экологии местоположения Дрезденского технического университета и доктор Кай Шверцель из Института комплексного управления материальными потоками и ресурсами Университета ООН (UNU-FLORES). Целью работы было моделирование наблюдаемых изменений для улучшения гидрологических моделей.

С конца 2015 по 2018 год Янис Крейзельмайер проводил полевые эксперименты и отбирал образцы почвы на опытном участке в Лёссовой холмистой области Саксонии (Ломматшер Пфлеге). Почва на участке подвергалась трем видам обработки: традиционной вспашке плугом, минимальной обработке бороной или прямому посеву без обработки. Поле без обработки показало незначительные изменения структуры почвы с течением времени, а удержание воды там было лучше из-за более мелкого порового пространства. Обработанная почва, напротив, заметно меняла структуру в течение сезона. Различия между традиционной и минимальной обработкой были невелики. Механическое рыхление почвы первоначально улучшало ее структуру и движение воды, но эти преимущества были кратковременными.

Парвати Чандрасекхар адаптировала существующую модель для нескольких тематических исследований из научных публикаций. Гидрологические модели являются важной основой для мер в сельском и лесном хозяйстве, а также в управлении окружающей средой и землепользованием. До сих пор изменения структуры почвы из-за, например, обработки, редко учитывались в таких моделях, хотя они могут кардинально менять движение воды. Моделирование показало, что простые процессы, такие как начальное уплотнение почвы после обработки, можно хорошо описать. Однако сложное взаимодействие антропогенного влияния и факторов окружающей среды оставляет пространство для совершенствования таких моделей.