Дренажните дейности в селското стопанство променят по-съществено и по-бързо почвите, отколкото се предполагаше преди
Освен че съхраняват въглерод, почвите могат да действат като филтриращи системи, като по този начин поддържат чисти повърхностните и подземните води. Минералните частици в почвата (като глина) са от съществено значение за поглъщането и стабилизацията на органичните и хранителните вещества (като фосфати) и могат да намалят също така токсичността на пестицидите. При едно проучване, проведено през 2008 г., беше установена значителна загуба на минерални частици в близост до дренажните канали, едва 16 години след техния монтаж. По-рано се предполагаше, че такива промени настъпват в продължение на векове, дори хилядолетия. Въпреки тези констатации това проучване не беше повторено до стартирането на финансирания от ЕС проект IDESoWa (Increased drainage effects on soil properties and water quality), чиято цел беше да се изследва за първи път как промените в минералния състав на почвите влияят на кръговрата на органичните и хранителните вещества. Подобно на проучването от 2008 г., при проекта IDESoWa беше констатирана загуба на глинести частици в близост до дренажните канали. „Необходимо е да се преоцени предположението, че минералният състав на почвата се запазва статичен в рамките на един човешки живот“, обяснява Антра Боча, стипендиантка по програма „Мария Склодовска–Кюри“, от Латвийския университет по науки за живота и технологии, домакин на проекта.
Дренажни дейности в селското стопанство и еволюция на почвите
Техниките за управление на водата в почвите, като подземните дренажни системи, могат да променят почвените процеси. При все това е изненадващо, че има много малко проучвания на въздействието на човешките дейности върху минералния състав на почвата. За да научи повече за въздействието на дренажните дейности в селското стопанство върху почвените процеси, екипът на IDESoWa изкопа ями, перпендикулярно на керамичните дренажни канали, при три различни сценария на земеползване. Те бяха: глинесто-песъкливо-праховита почва под обработваема земеделска земя и пасища, образувана върху отложени морени, и песъкливо-праховита почва под необработваема земеделска земя, образувана върху седименти от ледникови езера. Изследователите взеха проби от почвите при различни разстояния от дренажните канали. При почвата, която е най-отдалечена от тези канали, се наблюдават условия на водонасищане, най-сходни до тези отпреди монтажа на дренажните канали, което дава възможност за сравнение между непроменените и променените почви. Бяха взети проби от почвата до дълбочината на дренажните канали, приблизително на дълбочина от 1 метър, за да се определят минералният състав, както и капацитетът на поглъщане на фосфор, стабилността на органичния въглерод и кръговратът на азота. „Макар пандемията да забави получаването на някои данни, ние вече имаме интересни резултати. Установихме, че 40 години подземен дренаж може да промени минералния състав на почвите толкова съществено, че това дори е очевидно при такива хетерогенни материали като морени“, заявява Антра Боча. Екипът установи, че концентрацията на общото количество желязо не се променя с отдалечаване от дренажните канали, както е при глинестите частици, което донякъде е озадачаващо. „Тъй като желязото е тясно свързано с глинестите частици се очаква загуба, сходна като тази при глината. Освен това различните окислително-редукционни условия в почвата на различни разстояния от дренажните системи следва също така да повлияят подвижността на желязото. Почвата в непосредствена близост до дренажните системи обикновено е с по-нисък потенциал за намаляване на кислорода във водата, тъй като водата се оттича по-бързо, докато почвата на по-голямо разстояние от дренажните системи ще изчерпва кислорода повече, поради по-голямата вероятност от насищането ѝ с вода“, продължава Антра Боча. За да изследва това допълнително, екипът възнамерява да проучи различни форми на желязо, тъй като сегашните констатации изглеждат нелогични. „Предвид това колко важно е желязото за кръговрата на хранителните и органичните вещества, трябва да разберем какво се случва“, добавя Антра Боча.
Устойчиво управление на почвите
Минералите са гръбнакът на почвите, като влияят на много биологични и химични процеси. Разбирането на промените, причинени от подземните дренажни инсталации, ще спомогне за включване на екосистемни услуги, като съхранение на органични вещества в почвата и филтриране на хранителни вещества/пестициди, в селскостопанските практики. „Когато бъдат анализирани всички данни, резултатите ще спомогнат за подобряване практиките на управление на изкуствено пресушените почви, които са широко разпространени в много европейските държави“, отбелязва Антра Боча. При бъдещата работа ще бъде проучено как промените в минералния състав на почвите влияят на токсичността на пестицидите. Това ще бъде направено при земеделски площи с контролирани (където водата се оставя в почвата за по-дълго) и неконтролирани дренажни системи. И двата вида системи създават окислително-редукционни условия за изветряне и преобразуване на минерали, което вероятно също засяга взаимодействието между минерали и пестициди в почвите.
Keywords
IDESoWa, дренаж, вода, органични вещества, хранителни вещества, замърсители, почви, минерали, глина, желязо, пестициди
