阿爾泰國立農業大學主辦了“土壤的演變和土壤科學科學思想的發展”國際科學會議,以紀念俄羅斯聯邦榮譽科學家、農業科學博士、農業科學教授誕辰 90 週年。阿爾泰國立農業大學土壤科學與農業化學系 Lidia Burlakova (1932-2011)。 來自俄羅斯、土耳其、哈薩克斯坦和白俄羅斯的80多名科學家參加了會議。 主要嘉賓之一是Boris F. Aparin,農業科學博士,聖彼得堡國立大學教授,俄羅斯VV Dokuchaev土壤科學家協會副主席,VV Dokuchaev中央土壤科學博物館科學館長(聖彼得堡)。 這位著名科學家談到了土壤科學如何幫助解決糧食安全問題以及未來的農業應該是什麼。
– 與石油和天然氣不同,在社會中,不習慣將土壤視為國家的戰略資源。 直到烏克蘭開始向西方出售黑鈣土時,媒體才開始談論這種自然財富的重要性。 當今土壤科學面臨哪些挑戰?
——首先是保障糧食安全。 實際上,為了解決這個問題,作為一門科學的土壤科學是由 Vasily Vasilyevich Dokuchaev 在 XIX-XX 世紀之交創建的。 總的來說,我們星球上只有 22% 的土地被高度肥沃的耕地佔據。 同時,在其歷史進程中,由於土壤退化、洪水、城市化等過程,人類已經失去了超過 1 億公頃這樣的土地。地球人口在增長,耕地在不斷增加。越來越少! 現代技術只能在一定程度上解決土地肥力問題。 是的,我們今天可以得到好收成。 但問題是:以什麼為代價? 這將如何影響未來的土壤狀況?
對於俄羅斯來說,土壤資源問題非常重要。 我們大約 30% 的土壤已經退化。 40萬公頃,幾乎三分之一的土地,已經休耕,也就是說,它們已經停止耕種。
因此,如果不對土壤的農業生態潛力進行評估,就不可能解決國家的糧食安全問題。 而對土壤的這種評估還沒有完全完成。
– 原因是什麼?
——部分原因在於土壤科學本身,作為一門年輕的科學,長期以來一直鎖定在自我發展中,並不總是專注於解決應用問題。 另一方面,農業化學在我國積極發展,也產生了負面影響。 人們曾經認為化學可以解決土壤肥力問題。 但現在事實證明,使用農業化學的後果是土壤退化。 畢竟,土壤是一個活生生的、積極運作的系統。 同時,由於農業化學,我們學會了只管理植物的食物狀態。 今天很明顯,現代農業系統應該是土壤保護的。 迄今為止,在人類歷史上,只有這樣的耕作系統導致了一種或另一種土壤的破壞。 迫切需要建立農業恢復系統。
– 還有其他挑戰嗎?
- 是的。 矛盾的是,到目前為止,土壤科學只涉及農田的土壤。 好像森林裡根本就沒有土壤一樣?! 但土壤退化問題也與此相關。 我國森林資源豐富,有效發展林業的前景對俄羅斯非常重要。 沒有土壤科學,這是不可能的。
另一個挑戰是氣候問題,這已經成為一個代名詞。 氣候變化將如何影響土壤的變化潛力? 例如,他們的森林種植特性會改變嗎? 我們不要忘記,土壤排放了高達 30% 的二氧化碳排放量。 土壤的任何使用都會導致該值發生變化。 例如,腐殖質的流失、除濕會導致二氧化碳排放量的增加。 而這裡的問題已經進入經濟和政治領域,因為它直接關係到溫室氣體排放配額的建立和分配。
如果通過一項關於土壤的法律,所有這些問題都會得到更快的解決,而科學家們一年多來一直在努力實現這一目標。
– 您代表位於聖彼得堡的以 VV Dokuchaev 命名的中央土壤科學博物館。 阿爾泰國立農業大學擁有該地區唯一的土壤博物館。 這樣的土壤標準庫如何影響現代土壤科學面臨的挑戰的解決方案?
– 這裡涉及幾個活動領域。 首先,儘管俄羅斯是土壤科學的發源地,但我們公眾對土壤的了解水平低於歐洲。 在我看來,學校對土壤科學問題的關注可以忽略不計。 因此,整個社會對土壤的不夠重視的態度已經形成。 令人欣慰的是,政府決定在 100 年慶祝 VV Dokuchaev 土壤研究所成立 2027 週年。組織工作已經開始,提供了大量的教育活動,我希望這將激發人們對該專業的興趣,在水土保持的主題。
– 這裡涉及幾個活動領域。 首先,儘管俄羅斯是土壤科學的發源地,但我們公眾對土壤的了解水平低於歐洲。 在我看來,學校對土壤科學問題的關注可以忽略不計。 因此,整個社會對土壤的不夠重視的態度已經形成。 令人欣慰的是,政府決定在 100 年慶祝 VV Dokuchaev 土壤研究所成立 2027 週年。組織工作已經開始,提供了大量的教育活動,我希望這將激發人們對該專業的興趣,在水土保持的主題。
– 今天積極使用的人工環境,例如,在水培中,最終可以取代土壤嗎?
- 絕不! 今天,我們大約 95-97% 的食物是通過土壤耕作獲得的。 其餘的是由於水培。 這些主要是溫室農場。 為了補償土壤資源的使用,有必要在世界各地建造巨大的溫室綜合體。 這是不真實的。 此外,如此大量的水培使用將需要適量的水和電,而這些資源在我們的星球上也並不豐富! 在某些地區,例如在北方,水培是進行作物生產的唯一方法,這是非常合理的。
另一方面是農產品的質量。 水培文化永遠不會給一個人大自然給的東西。 我總是告訴我的學生:“土壤是充滿微生物的生物骨體。” 土壤微生物組比人類微生物組更複雜! 由於這些微生物的飽和,土壤形成過程、其呼吸功能、食物狀態元素的釋放等都會發生。 幾乎和人類一樣。 土壤是一個多化學系統。 它包含元素週期表中幾乎所有的元素,當然,比例不同。 土壤是一個多礦物質系統,含有 3,000 多種礦物質。 所有這些最終都會產生不同的化學元素釋放速率。 無法模擬、人工創造,但在經濟上根本無利可圖。
– 讓我們回到保持土壤標準的話題……
– 最後,參考博物館土壤巨石樣本允許對土壤資源的變化進行回顧性監測和預測。 例如,在氣候變化的條件下,我們能否保證這些耕地的農產品生長? 分析在不同時間選擇的原狀結構的土壤單體,具有準確的時空參考,使我們能夠建立預測模型。 我們博物館裡有 400 多塊這樣的巨石。 對於俄羅斯的一些地區,我們選擇了二十世紀初和後期的巨石,這為比較提供了基礎。 這些是列寧格勒、沃羅涅日、伏爾加格勒地區,自 1927 年以來一直在這些地區收集巨石。例如,我們對俄羅斯聯邦一些歐洲地區的天然放射性核素(銫、釷、鐳、鉀 40)的含量進行了研究。 關於這些元素在土壤中是否具有天然或非天然來源一直存在爭議。 原來,在核試驗開始之前選擇的巨石中,根本沒有銫!
或者,例如,這樣的分析使我們能夠確定當土壤結構受到干擾、侵蝕、除濕、脫水、土壤枯竭和產量下降時,作物如何對土壤產生破壞性影響。 玉米和向日葵是這裡的佼佼者。 在種植這些作物時,拒絕輪作只會使情況惡化。
而這只是土壤科學的科學問題的一部分。 我相信在不久的將來,我們的科學將決定新農業系統的發展。
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