Теперь фермеры узнают, где земля больна — без лабораторий и дорогих анализов. Как не дать этому случиться

Сейсмические волны отражаются от уплотнённой почвы — The Guardian

Развитие технологий постепенно открывает перед агросектором новые способы борьбы с истощением почвы и снижением урожайности. Учёные предлагают инновационные решения, которые могут изменить подход к сельскому хозяйству и экологическому мониторингу.

Один из таких методов обещает повысить продовольственную безопасность и помочь фермерам по всему миру. Об этом сообщают исследователи The Guardian, работающие в рамках проекта Earth Rover.

Как новая технология помогает исследовать почву без разрушения её структуры

Сегодня для анализа состояния земли специалистам приходится выкапывать большое количество ям, что нередко приводит к нарушению структуры почвы и снижению точности исследований. Именно эта трудоёмкость побудила учёных пересмотреть установленную практику. Команда геофизиков и почвоведов разработала подход, позволяющий изучать подземные процессы без разрушительных вмешательств.

Основой новой технологии стала сейсмология — метод, который обычно используют для изучения землетрясений и геологических разломов. Применив его к аграрной сфере, специалисты создали инструмент, позволяющий с высокой детализацией оценивать состояние почвы. Этот новаторский подход получил название "почвосейсмология" и стал центральным элементом программы Earth Rover.

Суть метода заключается в том, что исследователи помещают на поверхность земли металлическую пластину и наносят по ней удар. Возникающие волны отражаются от различных слоёв почвы и фиксируются датчиками. Так удаётся определить не только наличие камней или уплотнённых участков, но и структуры, созданные червями и микроорганизмами. Такой подход позволяет отслеживать состояние пористости, выявлять проблемы с влажностью и анализировать жизнеспособность микробных сообществ.

Дополнительным преимуществом становится возможность оценивать потребность в поливе. Поскольку степень сухости почвы влияет на поведение волн, технология помогает своевременно корректировать водный режим. Фермеры получают инструмент для принятия решений, который позволяет повышать урожайность и предотвращать деградацию земель.

Организация, стоящая за проектом, стремится сделать данные доступными каждому фермеру. В планах — запуск бесплатного приложения, которое позволит оценивать состояние почвы в режиме реального времени и получать рекомендации по улучшению её структуры и плодородия.

Почему состояние почвы критически важно для будущего продовольствия

Проблемы деградации почвы становятся всё более заметными во всём мире. Неправильная обработка земли, злоупотребление пестицидами и экстремальные погодные условия оставляют значимый след. Исследователи обращают внимание: без здоровой почвы невозможны стабильные урожаи, а значит, увеличивается риск продовольственного кризиса.

"Почва — один из наших самых ценных ресурсов. 99% потребляемых нами калорий поступают из почвы, от растений, которые мы едим, или от животных, которые едят растения, растущие в почве. Почва недооценена, потому что многие люди не знают, насколько она важна, но без почвы нас бы здесь не было", — сказал профессор Саймон Джеффри.

Это высказывание подчёркивает ключевую роль почвы в продовольственной безопасности планеты. По прогнозам исследователей, урожайность в отдельных регионах мира может снизиться до 50% из-за нарастающей эрозии и изменения климата. Такая ситуация угрожает миллионам людей, особенно в странах, где сельское хозяйство остаётся основным источником пропитания.

Часто фермеры вынуждены полагаться на догадки при выборе стратегии обработки почвы, поскольку существующие карты слишком обобщённые и не отражают реального состояния участка. Поэтому проблема требует современных, точных методов диагностики, способных выявлять различия даже в пределах одного поля. Сейсмическая технология способна решить эту задачу, позволяя фермерам работать точечно и избегать чрезмерного применения удобрений или вспашки.

Новые возможности для фермеров: опыт Африки и Великобритании

Практическая польза технологии уже стала заметна в различных регионах. Там, где доступ к лабораториям затруднён, фермеры десятилетиями работали практически вслепую. Ситуация особенно остра в странах Африки, где многие хозяйства не могут позволить себе дорогостоящие анализы почвы.

"Мы были в деревне недалеко от горы Кения, и местный фермер сказал нам, что никогда не брал пробы почвы на своей ферме. Они знают, что им нужно проводить такие исследования, но лаборатории, которые могут это сделать, находятся далеко, и у самых бедных фермеров нет возможности добраться до них. Наша технология позволяет находить участки с уплотнённым грунтом, что, в свою очередь, может снизить риск наводнений и повысить урожайность", — сказал Питер Мосонго.

Он подчеркнул, что решение проблем плодородия способно изменить жизнь фермеров, а точные данные помогут им избегать ошибок в обработке земли.

"Если мы будем заботиться о плодородии почвы, то сможем справиться с продовольственным кризисом. Мы можем рассказать фермерам о проблемах с их почвой, и тогда они смогут повысить урожайность, внеся в почву больше органических веществ".

Метод сейсмологического анализа помогает специалистам сократить объём трудоёмких раскопок.

"Мы с Питером за свою жизнь вырыли слишком много ям", — сказал Джеффри.

Учёные выявили, что даже в Великобритании — стране с одной из самых развитых систем картирования почв — существующие данные слишком обобщённые.

"Там, где я работаю в Харпер-Адамсе [сельскохозяйственный университет в Шропшире], на почвенной карте указано, что там всего три типа почвы и нет торфа, но на самом деле с помощью этого метода мы обнаружили 18 типов почвы и довольно много торфа", — отметил Джеффри.

Сравнение методов анализа почвы: традиционный подход и почвосейсмология

Существующие методы исследования опираются на выборочный отбор проб и анализ в лаборатории. Такой способ обеспечивает точные данные, но требует времени, ресурсов и физического вмешательства. Он не позволяет создать детальную карту почвы на уровне каждого участка поля.

Почвосейсмология, напротив, работает быстрее, охватывает большую площадь и даёт возможность выявлять различия в структуре почвы без масштабных раскопок. Она обеспечивает более точное понимание распределения плотности, влажности и органических веществ. Это делает метод удобным для фермеров, которым важно принимать решения оперативно и с минимальными затратами.

Разница между методами заключается в точности картирования, стоимости и сложности. Но главное — новый подход позволяет использовать данные прямо в поле, что повышает практическую ценность технологии.

Плюсы и минусы сейсмического метода

Внедрение почвосейсмологии открывает широкий спектр возможностей, но метод имеет свои особенности. Перед тем как использовать новые технологии, важно понимать их сильные и слабые стороны.

Плюсы:
• минимальное нарушение структуры почвы;
• высокая детализация картирования;
• доступность и низкая стоимость;
• возможность оценивать влажность и плодородие;
• помощь в предотвращении наводнений и снижении рисков.

Минусы:
• технология требует обучения;
• эффективность зависит от условий местности;
• метод всё ещё проходит этап активного совершенствования.

Эти характеристики помогают определить, насколько технология подходит для разных регионов и типов хозяйств.

Советы по использованию технологий для улучшения почвы

Фермерам важно сочетать новые инструменты с традиционными агротехническими приёмами. Рекомендуется регулярно мониторить состояние почвы с помощью доступных диагностических методов, уделять внимание уровню органического вещества, соблюдать принципы устойчивого земледелия.

При использовании новых технологий важно учитывать климатические особенности региона, динамику осадков и тип почвы. Совмещение данных почвосейсмологии и агрономических наблюдений помогает улучшить урожайность и снизить затраты на удобрения и обработку земли.