Fremskritt innen økologi avslører i økende grad at konvensjonell jordbrukspraksis har skadelige effekter på landskapsøkologien, noe som skaper problemer for langsiktig bærekraft av avlinger. I en serie sesjoner på Ecological Society of America's Year Meeting, vil økologer presentere ideene sine om hvordan landbrukspraksisene våre kan ta lærdom fra naturlige miljøer.



Flerårige planter produserer mer, krever mindre tilførsel enn årlige avlingsland



De viktigste avlingene som brukes globalt for å fôre mennesker og husdyr - hvete, ris, mais og soya - er basert på et årlig system der avlingsplanter lever ett år, høstes og plantes på nytt året etter. Disse systemene er imidlertid beryktet for å strippe organiske næringsstoffer fra jord over tid.

Flerårige systemer derimot, inneholder planter som lever lenger enn ett år til tross for at de høstes årlig. Mange landbruksforskere, inkludert Jerry Glover fra The Land Institute, sier at flerårige avlinger er nøkkelen til å skape mer bærekraftige landbrukssystemer.

"I hele landbrukshistorien har vi grunnleggende vært avhengige av årlige kornavlinger, " sier Glover. "Men samtidig som vi er avhengige av dem, ødelegger de økosystemene de er i, noe som reduserer deres produktivitet."

For å sammenligne den langsiktige bærekraften til disse to beskjæringssystemene, gjennomførte Glover og hans kolleger en studie om de fysiske, biologiske og kjemiske forskjellene mellom årlige hvetemarker og flerårige gressfelter i Kansas. Feltene ble hvert år høstet de siste 75 årene.

I hver test fant forskerne at flerårige felt var sunnere og mer bærekraftige økosystemer. I de flerårige åkrene var plantenes totale rotmasse mer enn syv ganger så stor som ettårene, og røttene infiltrerte omtrent en fot dypere i bakken. De flerårige feltene hadde også høyere biologisk mangfold av jord mikrobene og høyere nivåer av oppløst karbon og nitrogen i jorda. Alle disse funnene, sier Glover, antyder at den flerårige markjorda er sunn nok til å opprettholde høye nivåer av organiske næringsstoffer.

I tillegg til å være mer økologisk bærekraftig, fant Glovers team at de flerårige feltene var mer energieffektive med å gi produktive høstinger. Selv om bare de årlige feltene mottok årlige gjødslingsinnganger, ga de flerårige feltene 23 prosent mer nitrogen høstet i løpet av de 75 årene, til tross for at de bare krever 8 prosent av energitilførselen i feltet - som gjødsel og høsting - som de årlige systemene.

Glover sier at disse resultatene tydelig viser behovet for å gå bort fra årlige avlinger og øke bruken og domestiseringen av flerårige avlinger.

"Så langt er det gjort liten innsats for å forbedre flerårige avlinger, " sier han. "Noen av de største mulighetene for å transformere jordbruk kan godt komme fra oversett systemer som flerårige gress."



Landskapsdiversitet skaper leveområde for skadedyrfiender



Bønder bruker millioner av dollar hvert år på plantevernmidler for å drepe avlinger som spiser avlinger. Men disse insektene har også naturlige fiender, og ny forskning undersøker hva bønder kan gjøre for å oppmuntre til spredning av disse skadedyrene. En studie, presentert som en tale på ESA-møtet, viser at å øke det naturlige habitatet i og rundt gårder kan øke bestanden av skadedyrs naturlige fiender.

Rebecca Chaplin-Kramer fra University of California Berkeley undersøkte forekomsten av fluer, marihøner, veps og andre rovdyr fra en vanlig jordbruksplage, kål bladlus, i avlingsland som varierte fra 2 prosent til omtrent 80 prosent naturlig vegetasjon. Hun fant ut at etter hvert som andelen av naturområdet - eller kompleksiteten - økte, gjorde det også antall naturlige fiender i avlingslandene.

Chaplin-Kramer viser at økninger i rovdyr ikke alltid resulterte i færre bladlus i avlingslandene, men hun påpeker at kontrollmidler bare er halvparten av ligningen og kilder til skadegjørerne selv må også tas i betraktning. I mangel av rovdyr vil skadedyrnivået sannsynligvis stige enda mer dramatisk.

"Ved å ha kompleksitet, leverer du et fellesskap av insekter til den gården som vil vente når -og hvis - flere skadedyr dukker opp, " sier Chaplin-Kramer.

Å fremme større rovdyrsamfunn er tidkrevende og kan ta år å vise resultater, sier Chaplin-Kramer, og det er grunnen til at mange bønder er skeptiske til ideen. Men, sier hun, det er ingen tvil om at en sterk rovdyrbase er mer bærekraftig enn bare å bruke plantevernmidler.

"Plantevernmidler er en kortsiktig løsning, fordi skadedyr kan bygge opp resistens, og det utvikles stadig nye sprøytemidler, " sier hun. "Å bygge opp rovdyrsamfunn tar tid, men systemene er mer stabile og vil gi flere økosystemtjenester på lang sikt."



Redusert jordbearbeiding forbedrer jordsmikrobets biologiske mangfold



Ideen om å bruke biologiske i stedet for kjemiske metoder for å skape sunne avlingsmarker inkluderer ikke bare jordnære tilnærminger. Jordbakterier kan påvirke veksten og suksessen til avlingsplanter ved å fikse nitrogen, hjelpe til med opptak av næringsstoffer og spalte opp dødt organisk materiale. Noen gjeldende jordbruksmetoder kan imidlertid forstyrre jordens økosystem og redusere effektiviteten til mikrobetsamfunnet.

På plakaten sin vil Shashi Kumar fra Texas Tech University undersøke forholdet mellom konvensjonell jordbearbeiding og lite jordbearbeiding på gårder i halvtørre områder i det vestlige Texas. I områder der jordbearbeiding ble holdt på et minimum, fant Kumar og kollegene et større mangfold av jordbakterier; konvensjonell jordbearbeiding ga lavere bakteriediversitet.

Kumar sier at konvensjonelle jordforbedringssystemer forstyrrer jordpartikler og reduserer jordens porestørrelse, noe som kan føre til redusert vann og jordtilgang for mikrober. Selv om han erkjenner at jordforplantning er nødvendig, mener han at bønder kan redusere jordbearbeidelsen, selv i halvtørre regioner, for å fremme biologisk mangfold av jord.

"Vi bruker for tiden så mange forskjellige avlingshåndteringssystemer, som sprøytemidler, insektmidler og soppdrepende midler, som skader jordsystemet vårt, " sier Kumar. "Hvorfor skal vi ikke fokusere på biologiske metoder, siden bakteriene allerede er der?"

Forskerne vil presentere i de følgende sesjonene på Albuquerque Convention Center (ACC):

Jerry Glover: Symposium 9 - From Genes to Watersheds: Developing a Post-Contemporary Agriculture (1888-2058). Tirsdag 4. august kl. 15.10., San Miguel, ACC

Rebecca Chaplin-Kramer: COS 34 - Agroecology, Agroforestry, and Biofuels I. Tirsdag 4. august, kl. 15.40, Taos-rommet, ACC

Shashi Kumar: PS 42 - Agricultural Landscapes. Onsdag 5. august, kl 5-6:30, Exhibit Hall, ACC

Kilde: Ecological Society of America