สุขภาพของดินและอิทธิพลที่มีต่อน้ำ

ความสำคัญของการรักษาน้ำสะอาดของเราเมื่อเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไม่สามารถกล่าวเกินจริงได้ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ จำเป็นอย่างยิ่งที่เราต้องเข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างคุณภาพน้ำและการเกษตร

องค์กรต่างๆ ทั่วโลกกำลังสำรวจผลกระทบที่ระบบการทำฟาร์มต่างๆ มีต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นที่ชัดเจนว่าแนวทางการทำเกษตร อินทรีย์แบบปฏิรูปถือ เป็นคำมั่นสัญญาที่ดีในการบำรุงดินให้แข็งแรงและน้ำสะอาด สถาบัน Rodale อยู่ในระดับแนวหน้าของการเคลื่อนไหวนี้ โดยดำเนินการวิจัยเชิงปฏิวัติเพื่อแสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงที่สำคัญระหว่างระบบการเกษตรและคุณภาพน้ำ

ระบบเกษตรอินทรีย์แบบปฏิรูปแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากระบบเกษตรกรรมทั่วไปในหลายๆ ด้าน ตัวอย่างเช่น ในขณะที่ระบบทั่วไปอาศัยปัจจัยการผลิตสังเคราะห์ เช่น ยาฆ่าแมลงและปุ๋ยที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบหลัก ระบบอินทรีย์อาศัยสารปรับปรุงที่มีคาร์บอน เช่น สัตว์และปุ๋ยพืชสด เพื่อบำรุงดินและเพิ่มประสิทธิภาพการหมุนเวียนของสารอาหาร แทนที่จะมุ่งเน้นที่การเพิ่มผลผลิตพืชผลเพียงอย่างเดียว เกษตรกรอินทรีย์ที่ได้รับการฟื้นฟูกลับหันมาใช้แนวทางแบบองค์รวมมากขึ้นในการจัดลำดับความสำคัญของสุขภาพของดิน

ดินที่ดีมีประโยชน์ต่อระบบนิเวศเกษตรมากมาย รวมถึงการปรับปรุงคุณภาพน้ำ (Zimnicki et al., 2020) ตัวบ่งชี้ที่ดีของดินที่ดีคือปริมาณอินทรียวัตถุในดิน (SOM) สูง อินทรียวัตถุในดินคือเศษของดินที่ประกอบด้วยเนื้อเยื่อพืชหรือสัตว์ที่อยู่ในระยะการสลายตัวต่างๆ โดยทั่วไป 58% ของ SOM คือคาร์บอนอินทรีย์ (C) ดินที่มีวัฏจักร C หรืออินทรียวัตถุสูง และกรองน้ำให้บริสุทธิ์โดยทำหน้าที่เป็นระบบกรองน้ำในขณะที่ไหลลงสู่ชั้นหินอุ้มน้ำด้านล่างพื้นดิน นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญในบริการระบบนิเวศลุ่มน้ำ เช่น การปรับปรุงการแทรกซึมของดิน และลดการไหลบ่าและการกัดเซาะ ดินทางการเกษตรที่มี SOM ต่ำมักจะกัดเซาะอย่างรวดเร็วและอาจก่อให้เกิดมลพิษทางน้ำด้วยปุ๋ยสังเคราะห์ที่พบในปริมาณน้ำไหลบ่าในระดับสูง (Rhoton et al., 2002) อัตราการแทรกซึมที่ดีขึ้นสามารถบรรเทาทั้งความเสี่ยงจากภัยแล้งและน้ำท่วมได้ โดยอำนวยความสะดวกให้น้ำไหลเข้าสู่ดิน เก็บความชื้นไว้ในช่วงที่เกิดภัยแล้ง และป้องกันน้ำท่วมฉับพลันเมื่อมีฝนตกเกิดขึ้นเร็วกว่าการแทรกซึม การเพิ่มขึ้นเพียงร้อยละ 1 ของ SOM สามารถปรับปรุงความสามารถในการกักเก็บน้ำในดินได้ 20,000 แกลลอนต่อเอเคอร์ (Chou et al., 2015) เมื่อเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ซึ่งมีลักษณะของความแห้งแล้งบ่อยครั้งและปริมาณน้ำฝนที่มากเกินไป ดินที่มีอินทรียวัตถุสูงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในความสำเร็จในการปรับพื้นที่เกษตรกรรมให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป

วิธีที่เราจัดการพื้นที่เพาะปลูกของเรามีผลกระทบโดยตรงต่อปริมาณอินทรียวัตถุในดิน การปลูกพืชคลุมดิน และ การกระจายพันธุ์พืช หมุนเวียนเป็นแนวทางปฏิบัติในการฟื้นฟูที่สำคัญ 2 ประการที่ทราบกันดีว่าสามารถปรับปรุงสุขภาพดินเมื่อเวลาผ่านไป การปลูกพืชคลุมดินทำหน้าที่เป็นรูปแบบหนึ่งของการปกป้องดินตามธรรมชาติ ลดการกัดเซาะและน้ำไหลบ่า การปลูกพืชหมุนเวียนที่นานขึ้นและมีความหลากหลายมากขึ้นเชื่อมโยงกับการปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์ของดินโดยรวม โดยลดปริมาณปุ๋ยไนโตรเจนที่จำเป็นสำหรับพืชผลในอนาคต (Lauer, 2010) มีการบันทึกไว้อย่างดีว่าไนโตรเจนส่วนเกินไปถึงทางน้ำในรูปของน้ำที่ไหลบ่าและกระตุ้นการเติบโตของสาหร่ายมากเกินไป ซึ่งมักจะทิ้งพื้นที่ตายในระบบนิเวศที่ไม่สามารถตามการเติบโตแบบเร่งได้ทัน (Cooperrider, et al. 2020; Mateo-Sagasta และคณะ 2018) พื้นที่ที่ตายแล้วเหล่านี้ปนเปื้อนน้ำดื่ม ซึ่งเป็นภัยคุกคามต่อทั้งสัตว์และมนุษย์ อย่างไรก็ตาม การดำเนินการตามแนวทางปฏิบัติในการฟื้นฟู เช่น การปลูกพืชคลุมดินและการปลูกพืชหมุนเวียนที่หลากหลายสามารถช่วยปกป้องการเข้าถึงน้ำสะอาดของเราได้ โดยช่วยเพิ่มอินทรียวัตถุในดิน และลดทั้งการไหลบ่าและความต้องการปุ๋ยสังเคราะห์ที่มากเกินไป

ด้วยความร่วมมือกับศูนย์วิจัย Stroud Water สถาบัน Rodale กำลังเป็นหัวหอกในการศึกษาวิจัยแนวใหม่ระยะเวลา 6 ปี โดยมีเป้าหมายเพื่อทำความเข้าใจผลกระทบของระบบการเกษตรแบบต่างๆ ที่มีต่อคุณภาพน้ำ โครงการนี้ประกอบด้วยการทดลอง 2 การทดลอง ได้แก่ Farming Systems Trial (FST) ซึ่งตั้งอยู่ที่วิทยาเขต Kutztown Rodale และ Watershed Impact Trial (WIT) ซึ่งตั้งอยู่ที่ Stroud Preserve ใน West Chester ข้อมูลที่รวบรวมจากการศึกษาก่อนหน้านี้ใน FST เผยให้เห็นว่าแนวทางปฏิบัติในการจัดการอินทรีย์แบบปฏิรูปในระยะยาวช่วยปรับปรุงการบดอัดของดินและการแทรกซึมของดินได้อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของทั้งน้ำท่วมและน้ำไหลบ่า ผลลัพธ์เบื้องต้นจากการทดลองที่กำลังดำเนินอยู่ให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีคุณค่าเกี่ยวกับผลกระทบของแนวทางการจัดการที่แตกต่างกันต่อสุขภาพของดินและคุณภาพน้ำ ปริมาณอินทรียวัตถุในดินที่สูงขึ้นที่พบในระบบอินทรีย์ช่วยลดความเสี่ยงที่ไนโตรเจนจะละลายลงสู่น้ำใต้ดิน นอกจากนี้ ตัวอย่างน้ำในดินผิวดินยังแสดงให้เห็นความเข้มข้นของไนโตรเจนรวมในระบบอินทรีย์ที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับระบบทั่วไป และยังเสนอแนะอีกว่าการทำเกษตรอินทรีย์มีส่วนทำให้คุณภาพน้ำดีขึ้น สถาบัน Rodale จะใช้ผลลัพธ์จากการทดลองที่สำคัญนี้เพื่อให้ความรู้แก่สาธารณชนเกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างแนวทางปฏิบัติด้านการเกษตรกับน้ำสะอาด

ในขณะที่เรามุ่งมั่นที่จะสร้างระบบการเกษตรที่ยั่งยืนและยืดหยุ่นมากขึ้น ความสำคัญของการทำเกษตรอินทรีย์และผลกระทบต่อคุณภาพน้ำจะต้องเป็นประเด็นสำคัญในการอภิปรายของเรา เกษตรกรไม่เพียงแต่บำรุงดินเท่านั้น แต่ยังปกป้องทรัพยากรน้ำด้วยการใช้แนวทางปฏิบัติแบบออร์แกนิกแบบปฏิรูปอีกด้วย ในขณะที่สถาบัน Rodale ยังคงสนับสนุนเกษตรอินทรีย์เชิงปฏิรูปและดำเนินการวิจัยเชิงบุกเบิก หลักฐานก็ชัดเจน: แนวทางปฏิบัติด้านเกษตรอินทรีย์เชิงปฏิรูปโดยเน้นที่การสร้างสุขภาพของดิน นำเสนอวิธีแก้ปัญหาที่มีแนวโน้มสำหรับระบบอาหารที่มีความยืดหยุ่นและมีความรับผิดชอบต่อระบบนิเวศมากขึ้น ด้วยการสนับสนุนและการนำแนวทางปฏิบัติแบบออร์แกนิกมาใช้ เราสามารถปูทางไปสู่อนาคตที่เกษตรกรรมและทรัพยากรน้ำอยู่ร่วมกันอย่างกลมกลืน สร้างความมั่นใจในสุขภาพของระบบนิเวศของเราสำหรับคนรุ่นต่อ ๆ ไป

อ้างอิง

Chou, B., O'Connor, C., และ Bryant, L. (2015) ดินที่พร้อมต่อสภาพภูมิอากาศ: พืชคลุมสามารถทำให้ฟาร์มมีความยืดหยุ่นต่อความเสี่ยงจากสภาพอากาศที่รุนแรงได้อย่างไร NRDC บทสรุปฉบับเดือนพฤศจิกายน

Cooperrider, MC, Davenport, L., Goodwin, S., Ryden, L., Way, N., Korstad, J. (2020) กรณีศึกษาเรื่องยูโทรฟิเคชันทางวัฒนธรรมบนแหล่งต้นน้ำรอบทะเลสาบที่ก่อให้เกิดการบานของสาหร่ายสีน้ำเงิน-เขียวที่เป็นพิษ ใน: Bauddh, K., Kumar, S., Singh, R., Korstad, J. (eds) การประยุกต์เชิงนิเวศและการปฏิบัติเพื่อการเกษตรที่ยั่งยืน. สปริงเกอร์, สิงคโปร์ https://doi.org/10.1007/978-981-15-3372-3_16

ลอเออร์, เจ. (2010) ประโยชน์ตามธรรมชาติของการปลูกพืชหมุนเวียนและต้นทุนของการปลูกพืชเชิงเดี่ยว มหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-เมดิสัน .

มาเตโอ-ซากาสตา เจ. ; มาร์จานี ซาเดห์, S. ; เทอร์รัล, เอช. (2018) ผู้คนมากขึ้น อาหารมากขึ้น… น้ำแย่ลงเหรอ? – มลพิษทางน้ำจากการเกษตร: การทบทวนระดับโลก องค์การอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติ (68-72) ไอ 978-92-5-130729-8

Rhoton, FE, Shipitalo, MJ, และ Lindbo, D. (2002) การไหลบ่าและการสูญเสียดินจากดินร่วนตะกอนดินตะกอนในแถบมิดเวสต์และตะวันออกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งได้รับผลกระทบจากการไถพรวนและปริมาณอินทรียวัตถุในดิน การวิจัยดินและการไถพรวน, 66 (1), 1–11. https://doi.org/10.1016/s0167-1987(02)00005-3

Zimnicki, T., Boring, T., Evenson, G., Kalcic, M., Karlen, DL, Wilson, RS, Zhang, Y., & Blesh, J. (2020) การหาปริมาณคุณประโยชน์ด้านคุณภาพน้ำของดินที่มีสุขภาพดี วิทยาศาสตร์ชีวภาพ, 70 (4), 343-352.

แหล่งเนื้อหา:
สถาบันโรเดล