Аспирант смоделировал 100 лет земледелия для оценки влияния сельского хозяйства на качество земли и воды

Оценить долгосрочное влияние сельского хозяйства на землю сложно без данных о состоянии поля до начала его обработки. Некоторые поля в Миссури начали использоваться более века назад — задолго до того, как стали вестись детальные записи о физических и химических свойствах почвы. Аспирант Университета Миссури использовал детальную компьютерную модель для пошагового моделирования эффектов столетнего земледелия на глинистых почвах (claypan soils).

Это помогает определить влияние определённых природоохранных практик на урожайность, качество почвы и воды. Исследователь провёл детальные измерения свойств почвы на двух 80-акровых полях в Миссури: на никогда не обрабатывавшейся прерии и на поле, культивируемом более века. Эти данные, вместе со спутниковыми снимками и аэрофотосъёмкой 1930-1990 годов, послужили для калибровки модели APEX (Agricultural Policy Environment eXtender).

Моделирование показало изменения в поверхностном стоке, эрозии, а также потоке осадков, питательных веществ и гербицидов. После 100 смоделированных лет выращивания пропашных культур среднее годовое количество гербицида атразина в стоке увеличилось на 82%. Урожайность кукурузы снизилась на 39%, а сои — на 75%.

Результаты показывают, что восстановление сельскохозяйственных земель полезно не только для повышения урожайности, но и для снижения неточечного загрязнения. На глинистых почвах земли, которые часто создают наибольшие экологические проблемы при обработке, также оказываются менее продуктивными.

Такое моделирование помогает фермерам, политикам и природоохранным агентам принимать обоснованные решения о лучших практиках управления землями. Исследование частично финансировалось проектом USDA CEAP (Conservation Effects Assessment Project), целью которого является разработка научно обоснованных инструментов для оценки эффективности природоохранных практик.