Деградація завдяки землеробству

Гейб демонструє три види зразків ґрунту, які за профілем відрізняються кардинально. Навіть не подумаєш, що взяті вони з ділянок поля на відстані не більше як 100 футів один від одного (1 фут ≈ 0,3 м). Один зразок із ділянки з різноманітною сівозміною, де вирощується до десяти однорічних культур, – між товарними культурами завжди вирощують покривні, ґрунти обробляють мінімально, на них практикують випас домашніх тварин. Другий – із площі, де дуже обмежена сівозміна: дві товарні культури, ніяких покривних й інтеграції тварин, активний обробіток ґрунту. Третій зразок – з краю поля, де не ходить техніка, розмаїття бур’янів, лише іноді з’являються дикі тварини. Де найбільш деградований ґрунт ви здогадаєтеся самі. Тільки спосіб господарювання це зробив.

Однак, як переконаний Гейб, деградовані ґрунти можна й відновити. У нього завжди під рукою фото від його колеги Адама Доерті з округу Коффі (штат Теннессі): структура ґрунту восени 2014 року та навесні 2017 року, після інтеграції покривних. Отримавши можливість поглинати більшу кількість сонячної енергії, після роботи кореневих систем покривних ґрунт за короткий час змінився невпізнанно.

– Найбільша перепона на шляху створення стійкого фермерського господарства – це наше мислення, – говорить американський фермер. – Кожен із нас має зрозуміти, як співпрацювати з природою та забезпечити своєму виробництву сталість. Нам треба озирнутися на історично-екологічний контекст наших полів, уявити, яким було ваше поле сто чи триста років тому – до того, як людство змінило його. Там, де я господарюю зараз, на Великих північних рівнинах ходили великі стада бізонів, лосів, оленів, котрих хижаки змушували пересуватися по ландшафту. Результатом того, що тварини випасалися, пересувалися, лишаючи площі на певні періоди відновлення, стали оздоровлені ґрунти, оздоровлена функціонуюча екосистема загалом. У нас є порівняльні карти ґрунтів цих територій, основані на оцінках ґрунто­знавців. Тоді на цій території в ґрунтах було близько 12% органічної речовини. Так само й на північному сході Канзасу. Люди з Айови, Іллінойсу й Індіани сьогодні вихваляються своїми ґрунтами, хоча сто років тому їхні ґрунти містили 12% органічної речовини. Тоді як сьогодні й близько цього не мають. Я не бачив жодного господарства, разом зі своїм, яке б не деградувало. Чому таке можна було допустити на своєму ранчо, у господарстві?

Чому ми змогли довести до страшенних вітрових ерозій у західному Канзасі, коли в небо здіймалися верхні шари орних площ? Це все результат активного обробітку ґрунтів. Однак є два фото, за якими можна багато чого навчитися. Перше – фото пилової бурі у квітні 1914 року в Колорадо, друге – такої самої бурі в цьому самому штаті у квітні 2014 року, рівно через 100 років. Колір пилових хмар суттєво змінився: 1914-го вони темно-коричневі, аж чорні, тоді як на фото сучасної бурі ця хмара пилу зовсім світла. Різниця у вмісті вуглецю, який колись був у цих ґрунтах – тепер його зовсім мало. Й ще менше буде наступного разу.

Таку саму небезпеку несе й водна ерозія. Волога, яку ти чекаєш, як благословення, стікає, не проникаючи вглиб горизонту, й зносить родючий шар із поживними елементами. В межах проєкту дослід­жень у південній частині Канзасу я був ошелешений кількістю обробітку ґрунту. Цим ми руйнуємо екосистеми – будинок, зведений природою. Треба визнавати помилки й виправляти.

Однак подібно руйнівним може бути не тільки сам обробіток ґрунту, а й неправильне застосування того самого No-till. На полі без обробітку, але з якого забрали рослинні рештки й на котрому багато оголених міжрядь (де збільшується ризик появи кірки), волога всотується гірше або випаровується чи застоюється. Це так само приносить вам збитки. На такому полі без решток в обід стає, як на розігрітій сковорідці. Що там відбувається? За високої температури рослина просто «відключається», температура вбиває біологію ґрунту, яка необхідна для колообігу поживних речовин. Чому ми маємо це дозволяти? Не важливо, ти власник чи найнятий агроном.

Однак водночас не слід плутати регенеративне землеробство й органічне. Регенеративне – не відкидає зовсім такі інструменти як гербіциди чи добрива або ж механічний обробіток ґрунту. Ми не кажемо, що не можна цього робити, а говоримо про їхню мінімізацію.

Всі ми знаємо слова сера Альберта Говарда, одного із засновників концепції органічного землеробства: «Землероб завжди має розуміти, що він є частиною природи й не може вирватися з навколишнього середовища».

А ми часто намагаємося бути вищими за природу, намагаємося нав’язати нашу волю оточуючому середовищу. Тоді як слід працювати в синергії.

Наскільки відрізняється структура, фізико-механічний стан ґрунтів у залежності від нашого господарювання

Незмінність процесів

Все зводиться до шести принципів здоров’я ґрунту. Ми використовуємо ці шість принципів для управління чотирма екосистемними процесами. В якій точці світу ми не перебували б, вони незмінні.

Принципи: 

• Контекст.
• Мінімальне порушення ґрунтового покриву.
• Захисне покриття (броня) наших ґрунтів.
• Різноманіття на полі.
• Постійно живий корінь.
• Інтеграція тварин.

Процеси: 

• Енергетичний цикл.
• Водний цикл.
• Мінеральний цикл.
• Динаміка спільноти.

Розуміння й урахування унікальних особливостей кожного господарства. Ваш контекст має поєднувати ваші цілі – не тільки економічні, а й духовні, сімейні, все те, що становить вашу рухому силу, що мотивуватиме втілювати ці принципи в життя. А ще в усіх нас є екологічний контекст. Чи турбує вас, як ваше господарювання впливає на тих, хто живе неподалік? Чи вам на все наплювати? Так може бути теж, але в такому разі ви плюнете й на себе згодом. Щоб усе усвідомити, проходить чимало часу.

Наприклад, упродовж багатьох років мої тварини отелювалися в січні-лютому. Що це нерозумно для умов Північної Дакоти я зрозумів не скоро. Тут у живій природі ні олені, ні бізони ніколи цього не робили. Наша практика не ув’язувалася з навколишнім контекстом. І я змінив правила гри, наблизивши до природного процесу – віднині в нас поява малят спланована на травень-червень.

Обробіток ґрунту на нищення структури ґрунту впливає найбільше. Тому йдеться про мінімальне механічне порушення ґрунту. Так само це стосується й використання хімії – пестицидів і синтетичних добрив, подекуди навіть надлишкових органічних. Помилково вважають, що органіка зайвою не буває. Її надлишок так само спричиняє негативний вплив на ґрунтову екосистему. Ви ж пам’ятаєте про співвідношення вуглецю та азоту? Коли ми надмірно застосовуємо азот (і не має значення – синтетичний він чи з органічного добрива), ми під­штовхуємо населення мікроорганізмів до нерегульованого зростання в кількості, котрій потрібна їжа. На одну спожиту частинку азоту вони мають спожити від 3 до 5 частинок вуглецю. І може настати момент, коли вони зменшуватимуть наш вуглець у ґрунтових агрегатах, які руйнуватимуться – й спричинятиметься ущільнення.

Що таке броня? Покриття ґрунту – це як наша шкіра, захист. На своєму ранчо я ніколи не хочу бачити голу землю. Бо знаю наслідки чорної поверхні. Ми повинні захищати ґрунти від надміру пекучого сонця, нам треба забезпечити оптимальне середо­вище для біології ґрунту й рослини, уберегтися врешті-решт від вітрових і водних ерозій. До того ж, коли у нас є така броня на поверхні ґрунту, ми заважаємо проростанню насіння бур’янів багатьох видів. І певним чином забезпечуємо середовище проживання для багатьох корисних мікроорганізмів, комах, частина з котрих споживає значну кількість насіння бур’янів.

Природа завжди функціонувала за допомогою різноманіття системи й ніколи не існувала в рамках монокультури. Ми намагаємося диверсифікувати сівозміну в товарних культурах. Навіть у холодній Північній Дакоті ми можемо вирощувати широкий спектр різних товарних культур: яру пшеницю, овес, ячмінь, соняшник, горох, сочевицю, різні боби, кукурудзу, сафлор і це ще не все. В умовах прохолодного сезону ми втілюємо компоненти теплого сезону. Після збирання товарного врожаю ранніх культур висіваємо суміш покривних культур теплого сезону, що харчують біологію ґрунту цим різноманітним набором усіх вуглецевмісних з’єднань. Наше поле влітку наповнене живими коренями й це не гаряча «сковорідка». Живий корінь завдяки фотосинтезу постійно ловить вуглець і передає його до ґрунтової мікробіології.

Й ще ми використовуємо інтеграцію поля з тваринами. Це допомагає переміщувати мікробіологію ґрунту по всіх цих системах. Регульований випас тварин водночас збагачує системи поля гноєм і сечовиною.

В системі регенеративного землеробства я згадав би також і комах. На кожен вид комах, яких ми вважаємо шкідниками, в природі існує 1,7 виду корисних або нейт­ральних, які не допомагають, але й не шкодять людині. А людина, замість того, щоб забезпечити середовище для проживання корисних комах, витрачає свої зусилля, час і гроші тільки на нищення цих усіх шкідників разом. Хіба це розумно?

Ми недооцінюємо силу біології

Будувати «підземне місто»

А тепер про чотири цикли. За допомогою своїх рослин ми ловимо сонячне світло всередині системи. Це енергетичний цикл. Чим більше зеленої маси, тим ловимо енергію ефективніше. У нас є рослина, рештки на поверхні, живий корінь у ґрунті. Рослина поглинає світло, утворює вуглець, іде вегетативний ріст і вуглець знову поступає в ґрунтову систему. А спільнота мікробів і бактерій на кінчиках коренів забезпечує колообіг води. Начебто все правильно. Проте ми максимізуємо цей процес чи прос­то лише фіксуємо дещо з нам пропонованого сонцем?

Якщо поглянути на краплю води під мікроскопом за збільшення у 200 разів, побачимо неймовірне різноманіття життя! Дрібні амеби споживають ще дрібніші кружечки – бактерії, багаті на поживні речовини. Непомітні оку кінчики кореневих волосків виділяють ексудати – рослина посилає хімічні з’єднання, аби привабити мікробів, щоб забезпечити їх поживними речовинами. У відповідь вони забезпечують рослину поживою у вигляді вуглецю. Ми маємо допомогти бактеріям наблизитися до ризосфери й почати там харчуватися. Адже бактерії, грибкова спільнота, черв’яки створюють нам мікроагрегати ґрунту.

Очевидно ви бачили ілюстрацію – тоненький саджанець сосни, а внизу по ґрунтовому профілю велика шапка кореневої системи? Це демонструє симбіоз мікоризи з рослиною, показує, наскільки збільшилася коренева система тепер. Цю мережу кореневої системи можна уявити як вулиці й провулки, якими пересуваються поживні речовини. Тепер ваша волога і поживні речовини рухаються до вас з набагато більшої відстані. Наші рослини не можуть рухатися – де вони проросли, там і залишаться. Й цілком залежатимуть від мікоризних грибів, симбіозу з кореневою системою. Мікориза допомагає засвоювати поживні речовини. Вона захоплює амінокислоти, азот і втягує їх знову в рослину.

Є ще одне неймовірно ілюстративне фото – людина на фоні кореневої системи однієї пирійної трави. Коренева система набагато більша людського зросту. Ми зациклюємося й думаємо, що в нашій системі дефіцит азоту і знову та знову вкидаємо азотні добрива. А насправді це не система з дефіцитом азоту, а система з дефіцитом вуглецю. Дивлячись на фото кореневої системи вище людського зросту, думається про ту кількість біології, яка харчується на коренях цієї рослини. Це те, до чого ми маємо йти.

Проте ж ще важливіше, що мікориза виробляє білковий клей – гломалін, який допомагає склеювати пісок, мул і глину в єдине ціле, аби починати будувати мікроагрегати в ґрунтовій системі. Й це посилюється, якщо ми управляємо колообігом води. За цим іде колообіг поживних речовин. І вчорашній збитий у брилу ґрунт набуває структурності.

Ми маємо думати про наші ґрунти, як про банку з дрібними кульками: якби я вилив літр води зверху кульок, вода стояла б зверху? Ні, вона проникала б усередину, бо між ними є простір. Так само і в структурованому ґрунті. До того ж, коли вологість стає обмеженою в посушливий період, рослини з великою мережею мікоризи отримують воду й поживні речовини з глибших шарів.

А що ми робимо в традиційному землеробстві? Ми плугом та дисками руйнуємо всю цю мережу вулиць і провулків, знищуємо мікоризні гриби та біоту, добиваємо пестицидами й синтетичними добривами. Перевертанням пласта чи просто перебиванням його дисками в дрібний порох у вас створюється ілюзія красивого розпушеного ґрунту. Завтра цей ґрунт пересохне, застигне міцними брилами, якщо ж дрібно розроблений – може вкритися кіркою або полетіти за вітром. А під ним – «зруйноване мертве підземне місто».

Існує простий тест на проникнення води на вашому полі – на інфільтрацію. Зробіть металеве кільце діаметром 6 дюймів (1 дюйм – 2,5 см), заглибте його на 3 дюйми, вилийте всередину кільця 444 мм води й визначте, за який час цей об’єм води проникне в ґрунт. Часто вода важко проникає в товщу, довго стоїть на поверхні. До того ж часто ваше інфільтраційне кільце буде навіть гнутися при вбиванні його в товщу. Метал не заходить, а як рухатися кореням? Нам, мабуть, пощастить, коли здебільшого на полях ґрунт поглине хоча б дюйм води за годину. Такі ґрунти не здатні накопичувати й зберігати вологу.

Проте що дивно, ми можемо найти всередині такого поля місця з іншим результатом поглинання води – багато дюймів за годину. Скажімо, в мене легко поглинається від 10 і більше дюймів за годину. А потім будемо говорити, що негода винувата, правда ж? Ми не уявляємо, наскільки зруйновані наші ґрунтові системи. Це говоримо про водний цикл.

Один клієнт мені заперечував: ти не розумієш, у мене ґрунти білого типу, які погано поглинають воду. Я зайшов у це поле, викопав зразок ґрунту в міжрядді, а другий – на узбіччі поля. Вони були різні, як небо й земля. Начебто це – не один тип ґрунту. На узбіччі в бур’янах ґрунт агрегатований, присутня ґрунтова біологія, а в полі – мертвий.

Інфільтрація майже нульова

Вуглець усьому голова

Щоб волога утримувалася в ґрунті, в нас має бути вуглець (58%). У мене є фото мого ґрунту на лопаті й зверху нього брила, як камінь ґрунту з поля мого сусіда. У сусіда класичне землеробство, постійний обробіток ґрунту, в мене багаторічна заборона обробітку ґрунту. Де більше вуглецю, який зможе краще накопичувати вологу, який із цих ґрунтів прибутковіший? Кожен відсоток збільшення органічної речовини ґрунту допомагає утримувати до 27 і більше галонів води на акрі верхньої частини ґрунтового профілю. Подумайте, наскільки ви зробите стійкішим своє господарювання, якщо збільшите рівень органічної речовини на 2–3%. Дехто скаже, що в нас багато опадів. Не стільки, звісно, як в Айові, однак за такого стану ґрунтів мені стільки й не треба. Скільки випаде, стільки мої ґрунти й заберуть – пропускна спроможність і вологоутримувальна здатність моїх ґрунтових систем готові до будь-яких сценаріїв клімату.

Коли я з дружиною придбав цю ферму 1991 року, проникнення води було 0,5 дюйма за годину. А тепер наші поля пропускають до 30 дюймів за годину. Хоча в історії нашого штату ніколи не було року, коли б ми отримували 30 дюймів за рік. Однак будь-яка дощова крап­лина, що впаде на наші поля, крім дороги, проникне всередину ґрунту.

Я брав участь у проєкті дослід­жень доктора Джона Нормана, відомого ґрунтознавця, одного з кращих фахівців по вуглецю, коли ми відбирали зразки ґрунтів від 300 фермерів на глибині 4 фути. Ми намагалися визначити кількість вуглецю в циклі й з’ясували, що на ділянках мого ранчо добре агрегатовані ґрунти сягають глибини 19 дюймів горизонту. Тоді як у мого сусіда – лише до 3 дюймів. А 1991 року в нас теж агрегатований ґрунт був тільки зверху, менше як 5 дюймів.

Узагалі, мені дуже пощастило з сусідом – його прихильність до класичного землеробства дає мені змогу постійно бачити, що могло б бути в мене, якби я не змінив своє бачення. Після збору товарного врожаю в мене восени буяють і поглинають сонячну енергію покривні – овес, горох, тритикале, редис дайкон, а он там далі – пересихає голе поле сусіда. А по ранках у мене на рослинах туман – ви ж розумієте, це колообіг води. Покривні рослини забезпечують біологію вуглецем і налаштовують її на побудову мікроагрегатів ґрунту, що збільшує швидкість проникнення води. А коли щороку випадають хороші опади, я спостерігаю на низинному полі сусіда застій води, суцільну заплаву. І він, чортихаючись, продовжує щосезонно обробляти цю низину глибокорозпушувачем. А картина не міняється. На мій погляд, нерозумно щороку повторювати одне і те саме й очікувати іншого результату. У тебе має бути добре агрегатований ґрунт – і тоді кількість вологи не матиме значення.

Випадок інший. У знайомого в Канзасі теж був надто ущільнений ґрунт. У нього після збирання пшениці поле було неймовірно важке, сухе. Він запустив у поле глибокорозпушувач і той ішов настільки важко, що не було сенсу катувати поле й техніку. Натомість ми висіяли покривні культури, навесні в цей посів додали ще культур теплого сезону, й уже наприкінці літа в ту землю заглибитися можна було без зусиль.

Ми недооцінюємо силу біології – корені більшості рослин здатні зруйнувати близько 300 фунтів ущільнення. На додачу грибкові здатні зруйнувати ще до 1,1 фунта ущільнення. Тому, навіть якщо у вас дуже ущільнені ґрунти, вам слід відновлювати біологію, яка допоможе побудувати агрегатні структури, змінити ґрунт. Живі корені, різноманіття культур, чергування культур теплого і холодного сезону – якщо такий покрив поля зберігати постійно, ви швидко зцілите свої ґрунти.

Є всім відома ілюстрація американського спеціаліста з управління ґрунтом на так зване тестування нижньої бавовняної білизни, похованої неглибоко в ґрунті на 60 днів у кукурудзяному полі Іллінойсу й у дикій рослинності. В кукурудзяному полі білизна лишилася майже в такому стані, що й на початку експерименту. А в полі зі здоровим ґрунтом від багатої вуглецем білизни лишилися тільки рубці. Як мало біології на наших полях!

Проте ж ми маємо вносити добрива все одно? Ми чуємо це знову і знову. Консультанти Майкл Тіллі, Блейн Джердіс і Кент Солберг у рамках проєкту проводили спеціальний тест на місткість поживних речовин у верхньому ґрунтовому профілі на глибину до 12 дюймів на полях 45 фермерів у Манітобі, Саскачевані й Північній Дакоті. Азоту в середньому містилося 9 фунтів на акрі. Скільки ваших агрономів сказали б вам, що у вас там 9 фунтів азоту? Фосфору в середньому 2,3 фунта, калію – 11 фунтів на акр! Те саме й з мікроелементами – заліза там 60 фунтів. У нас немає дефіциту поживних речовин, а є дефіцит біології. А це вже мов мінеральний цикл. Біота перетворює органіку й мінерали в доступні для рослин форми. Жоден із ґрунтів не мав дефіциту на потрібні поживні елементи.

У нашій зоні надто часто зустрічається сівозміна: кукурудза – соя. Збираємо врожай пізно, вже початок жовтня, тож є певне обмеження у використанні покривних культур. Хтось знову й знову каже, що покривна забере всю мою вологу. Однак ось фото мого поля 5 жовтня – покривні квітнуть, цвіте навіть горох, хоча до цього в нас тут було понад десяток заморозків. Утім, хочу зазначити, що ми можемо хоча б раз у два роки вкидати в цю популярну двопільну сівозміну пшеницю або інший вид зернових і після збирання їх врожаю в червні – сіяти різноманітні суміші покривних. І тоді ми в такому килимі поглинемо дуже багато сонячної енергії, трансформуємо її у вуглець. Ми змінимо структуру ґрунту.

Ущільнення ґрунту

Покривні й волога

Шість років тому в департаменті сільського господарства США обговорювали, чим можна допомогти фермерам у протистоянні посусі, адже рівень опадів значно знизився. Я висловив свою концепцію оздоровлення ґрунтів, на що більшість зреагувала критично. Потім я стояв у полі й слухав по радіо чиновника, котрий сказав, що немає такого фермера, який висіватиме покривні в таку посуху – це даремне витрачання грошей. Був початок липня, ми зібрали товарний урожай і я вчергове посіяв різноманітну суміш покривних теплого сезону – сорго, суданську траву, африканське та інші види проса, коров’ячий горох тощо. Наскільки достатньо в ґрунті містилося вологи для проростання – не скажу, в нас навіть була нульова кількість опадів між сівбою і першим тижнем вересня, однак сходи ми отримали, у вересні вони лишалися живими. А потім із 5 вересня пішли дощі, випало близько 1,9 дюйма опадів і моє поле забуяло різнотрав’ям. Люди можуть сміятися над нами й говорити, що нерозумно щось вирощувати після товарного врожаю, хай ґрунт відпочине, але мені шкода їх, бо вони не розуміють як функціонує природа.

Подумайте, що відбувається? Коли навколо сохнуть поля, на котрих навіть решток немає, й стільки подарованої енергії витікає із їхніх систем, на моєму – рослинність продовжує поглинати сонячну енергію й «закачує» її в це поле, продовжує харчувати біологію, не дає їй померти. Наше завдання – не допускати потрапляння сонячного світла на поверхню ґрунту. Воно має бути перехопленим листям різних форм і розмірів ваших живих рослин.

А потім я запущу сюди тварин. Подумайте про те, що я роблю для свого ґрунту, подумайте про циркуляцію енергії, яка потім буде використана для отримання товарного врожаю наступного року на цьому полі. Уявіть усю підземну архітектуру моїх кореневих систем у полі: волокниста система коренів трав, стрижневі й мичкуваті корені однорічних покривних – це динамічний процес спільноти.

Ось ми дійшли й до шостого, останнього принципу – інтеграції з тваринами. Історично відомо, що бізони (а також лосі, олені, антилопи й інші копитні) блукали по всіх 48 нижніх штатах, аж до Канади та Мексики. Кількість пасовищних тварин була велетенська. Вони трималися разом для захисту від хижаків. Однак хижаки поступово їх підганяли, змушували йти далі. Й це допомогло створити ці здорові ґрунти. Сьогодні цього не вистачає в сільському господарстві. Адже з винаходом колючого дроту ми їх відправили в загони й лишили на весь сезон на одному місці. Тож ми отримали деградацію більшої частини наших пасовищ.

На нашому ранчо ми переміщуємо тварини кожного дня. В зимовий період робимо це рідше. Загалом є формула, як визначити, наскільки велика площа вам потрібна залежно від кількості тварин, їхнього розміру, виду тощо. Тварини посилюють процес покращення ґрунтів. Одначе ви можете проїхати сотні миль і не побачити домашніх тварин на орних землях. Ми можемо значно покращити стан ґрунтів без домашніх тварин, однак наші ґрунти ніколи не будуть такими здоровими й живими, як там, де ми залучимо до цього процесу домашніх тварин.

Коли ми щодня виходимо в поле, маємо задуматися, скільки принципів у вас на ньому діє й чого не вистачає? А потім увігнати лопату в ґрунт і глянути, як виглядає структура вашого ґрунту. І якщо там кепсько, тоді дивіться в дзеркало, бо ви причина цього. Можливо, час господарювати дещо по-іншому? Це ж не ракетобудування, а просто застосування принципів для управління процесами.