Улучшение измерений углерода в почве расширяет возможности африканских фермеров

Количество углерода в почве важно для фермеров. Почвы с высоким содержанием углерода обычно обеспечивают лучшую урожайность и большую устойчивость к потерям урожая из-за погодных условий. Однако измерение содержания углерода в почве может быть дорогим и многоэтапным, что затрудняет сбор этой критической информации в таких регионах, как Африка к югу от Сахары.

Зиглинда Снэпп, член Общества почвоведов Америки, на протяжении нескольких десятилетий работает с африканскими фермерами над улучшением условий выращивания и обеспечением более качественных измерений. Она и её коллеги недавно опубликовали статью в Soil Science Society of America Journal об устройстве, которое они протестировали и которое обеспечивает недорогие, быстрые и точные измерения содержания углерода в почве.

«Органический углерод почвы сильно варьируется в пределах полей, — говорит Снэпп. — Фермерам нужна подробная информация, чтобы лучше понять, как культуры будут реагировать на управление питательными веществами и водой. Оба этих процесса регулируются содержанием органического углерода в почве».

«В Африке к югу от Сахары типичный размер фермы составляет менее одного гектара (около 2,5 акров)», — говорит Снэпп. Это так называемые мелкие фермерские хозяйства, которые также часто разделены на множество ещё меньших участков.

«Почвы в этом регионе сильно различаются по своим характеристикам, — отмечает Снэпп. — Их плодородие очень чувствительно к методам управления». Многие почвы деградированы, а фермеры имеют ограниченные ресурсы. «Это может вызывать нестабильность продовольственного снабжения в регионе. Восстановление продуктивности почв за счёт методов управления, повышающих содержание углерода, является важной политической целью».

Исследовательская группа искала способы помочь фермерам быстро и недорого оценить содержание углерода в почве. Они оценили недорогой портативный «рефлектометр». Тестируемый прибор собирает данные об инфракрасном отражении на десяти длинах волн, что позволяет снизить стоимость оборудования до $400. Для сравнения, высокоточный лабораторный метод может потребовать инвестиций в оборудование на сумму свыше $100 000.

Устройство было откалибровано с помощью лабораторных тестов для проверки собранных данных.

«Мы обнаружили, что рефлектометр точно предсказывает уровень углерода в почве, — говорит Снэпп. — Он обеспечивает достаточную точность для информирования о методах управления почвами. Уникальность этого портативного датчика в том, что он предоставляет данные прямо в поле, даже при отсутствии хорошего телефонного соединения».

«При минимальном обучении сотрудники служб распространения знаний могут использовать рефлектометр для оценки содержания углерода в почве в реальном времени вместе с фермерами в их поле, — объясняет Снэпп. — Это представляет собой значительный шаг вперед в улучшении агрономического управления в местах с недостатком данных. Доступ к таким немедленным и локально релевантным данным о почве может расширить возможности фермеров Малави для принятия более обоснованных решений по управлению с учётом их уникальных условий».

Будущие исследования будут сосредоточены на калибровке устройства для разных регионов или различных методов отбора проб. Команда также может рассмотреть возможность включения качественной информации, собранной фермерами, и улучшения измерений с помощью машинного обучения.

«Мы ожидаем, что по мере того, как эти инструменты станут ещё более надёжными и доступными, фермеры смогут лучше принимать обоснованные управленческие решения. Политика может более оперативно реагировать на потребности на местах, что в конечном итоге приведёт к улучшению условий жизни и продовольственной безопасности».