goodwill mai2022 top
update 18 May 2022

Biblioteca globală de calibrare spectrală a solului. Cum putem inversa procesul de degradare a terenurilor agricole

Resursele solului nu sunt nelimitate, chiar dacă aparent așa pare. Rezerva de nutrienți și microorganisme benefice din pământ este condiționată de practicile agricole moderne cu tot ceea ce presupun acestea – lucrări tehnologice ale terenurilor, administrarea de substanțe chimice etc. – dar și de noile tipare meteorologice. Toți acești factori au drept consecință degradarea terenurilor. De fapt, potrivit statisticilor FAO, cca. 33% din solurile globale sunt în această stare de degradare. Presiunea de a păstra integritatea, fertilitatea și sănătatea solurilor este mare având în vedere că agricultura va trebui să asigure tot mai multă hrană pentru populația în creștere. Ca atare, avem nevoie de soluții inovatoare pentru a ne asigura că le putem proteja.

Ce este spectroscopia

Una dintre cele mai moderne modalități de evaluare a calității și proprietăților terenurilor este spectroscopia. Această modalitate este definită drept o tehnică rapidă, ecologică și rentabilă care folosește interacțiunea radiației electromagnetice cu solul pentru a estima proprietățile lui, cum ar fi nivelurile de aciditate, carbon organic, azot și retenție de apă. Astfel se determină sănătatea și gradul de utilizare a acestor soluri. Având aceste informații, specialiștii pot implementa ulterior măsuri prin care solurile își pot redobândi sănătatea și prin care să le protejeze.

„Spectroscopia va ajuta țările să-și dezvolte capacitățile în domenii precum selecția probelor de sol, pregătirea solului, măsurarea spectrală și asigurarea calității analizei datelor. Acest lucru va permite oamenilor de știință și guvernelor din întreaga lume să implementeze măsuri mai bune pentru a asigura gestionarea durabilă a resurselor solului. Rețeaua Globală de Laboratoare a Solului facilitează crearea de rețele și dezvoltarea capacităților prin cooperare și schimb de informații între laboratoarele de sol cu diferite niveluri de experiență“, potrivit FAO.

Rețeaua Globală de Laboratoare a Solului, înființată în cadrul FAO și al Parteneriatului Global pentru Sol, a făcut progrese mari în această direcție și, pentru prima dată de la descoperirea tehnologiei de spectroscopie, instituțiile și experții din întreaga lume își unesc acum eforturile printr-un program global de utilizare a acestei tehnologii pentru a sprijini luarea deciziilor privind protecția solului la nivel global. Potrivit informațiilor FAO, această inițiativă este susținută de membrii fondatori, inclusiv FAO-GSP, Departamentul de Agricultură al Statelor Unite, Centrul Mondial de Agroforesterie, Centrul de Cercetare Woods Hole, Universitatea din Nebraska-Lincoln și Universitatea din Sydney.

Date despre cca. 80.000 de probe de sol

Practic, inițiativa de a lucra într-o echipă extinsă are ca scop principal dezvoltarea unei biblioteci globale de calibrare spectrală a solului. Prin informațiile pe care această bibliotecă le va pune la dispoziția țărilor, specialiștii vor avea posibilitatea de a corobora mai multe date și de a înțelege astfel care este starea solului. În opinia inițiatorilor acestui proiect, prin realizarea acestei biblioteci există șansa de a îmbunătăți productivitatea agricolă și de a inversa procesul de degradare a terenurilor. Pe site-ul instituției se arată că „biblioteca online reprezintă un progres major în estimările rapide ale stării solului și al gestionării durabile pentru îmbunătățirea securității alimentare și a managementului mediului. Colecția inițială pentru bibliotecă conține reflectanță spectrală a solului de înaltă calitate și date pentru cca. 80.000 de probe de sol. Reflectanța spectrală măsoară în procente câtă energie reflectă o suprafață a solului la o anumită lungime de undă, care este apoi utilizată pentru a identifica diferite proprietăți ale solului. Astfel, se poate analiza starea și calitatea solului. Această bibliotecă va continua să se mărească pe măsură ce țările participante furnizează probe pentru analize spectrale și convenționale. Asta înseamnă că țările pot utiliza aceste date pentru a-și caracteriza rapid condițiile solului și pentru a putea să le protejeze.“

Potrivit FAO, biblioteca de reflectanță spectrală centralizată și standardizată va fi disponibilă gratuit pentru laboratoarele din întreaga lume și aceasta va oferi un serviciu gratuit și ușor de utilizat în vederea estimării proprietăților solului. În plus, așa cum am menționat utilizatorii pot transmite datele spectrale ale solului analizat pentru a contribui la dezvoltarea acestei arhive.

D.Z.

Cum să fie evitată degradarea structurii solului

Solul cu structură glomerulară stabilă asigură condiții optime pentru creșterea și dezvoltarea plantelor. Aici regimul aerohidric termic și de nutriție se găsesc la parametrii cei mai favorabili.

Astfel, porozitatea totală are valori de 48-60%, din care porozitatea capilară 30-36%, iar cea necapilară (de aerație) 18-24%, densitatea aparentă este cuprinsă între 1,0 și 1,4 g/cm3 și această stare de afânare asigură o bună acumulare și conservare a apei în sol, iar lucrările solului se efectuează cu efort minim și consum redus de combustibil.

Un sol este considerat bine structurat atunci când are peste 55% agregate hidrostabile cu diametrul de 0,25-7,0 mm.

Rezistența la degradare a agregatelor structurale este maximă atunci când conțin 4-6% materie organică, 25-45% argilă și ioni de calciu și magneziu.

Condițiile în care se poate distruge structura solului sunt:

1. Condiții de natură mecanică

S-a constatat că picăturile de ploaie cu diametrul de 0,5 mm și greutatea de 0,65 g, la o viteză de cădere de 7 m/secundă, au o energie cinetică de 16,3 g/cm/sec și determină sfărâmarea agregatelor structurale.

Picăturile lovesc agregatele, apa intră în ele prin vasele capilare și elimină aerul cu presiune, spărgând agregatele structurale. Apa are, în același timp, și acțiune de levigare.

Când terenul lucrat este uscat se rupe solul în bolovani foarte mari, iar când este umed taie brazda sub formă de curele care prin uscare se întăresc beton. Pentru sfărâmarea acestora se folosesc utilaje care lucrează prin lovire, zdrobire de tipul grapei rotative care macină solul sau tăvălugi Güttler care pisează solul transformând totul în praf.

Praful astupă porii solului și nu mai permite infiltrarea apei. Aceasta băltește și se scurge la suprafață, provocând eroziunea solului.

Dacă s-a făcut o asemenea greșeală este indicat ca aceste suprafețe să fie lăsate pentru primăvară ca în timpul iernii, prin procesul de îngheț-dezgheț, să se asigure o mărunțire naturală.

Tot cu acțiune mecanică, de degradare a structurii solului, este și procesul de compactare, când se efectuează lucrări la umiditate ridicată, cu utilaje grele și prin treceri repetate.

Măsurile de prevenire a distrugerii structurii solului au în vedere procedeul „permanent verde“, menținerea la suprafața solului a unui mulci cu rol de protecție și lucrarea solului numai la umiditatea optimă cu utilaje cu acțiune de presare sub 1 daN/cm2.

2. Condiții de natură fizico-chimică

Acestea, care pot contribui la degradarea structurii solului, au în vedere tot apa care înlocuiește cationii de calciu (Ca++) din complexul caloidal al solului cu cationic de hidrogen (H+) și sodiu (Na+). Se știe că structura glomerulară stabilă se obține atunci când în complexul coloidal care unește particulele elementare de sol în agregate hidrostabile se găsește calciu. Prezența calciului în sol se poate realiza prin aplicarea de amendamente și prin cultivarea plantelor leguminoase care aduc calciu din adâncime la suprafața solului.

Degradarea structurii are loc și atunci când printr-o afânare exagerată a solului are loc procesul de mineralizare a humusului.

3. Condiții de natură biologică

Se referă la sărăcirea solului în materie organică din care, prin descompunere, se formează humusul. Lipsa materiei organice înseamnă lipsa humusului și inexistența complexului coloidal argilo-humic care constituie factorul de bază al structurării solului.

Prin urmare, pentru a preveni degradarea structurii solului, trebuie asigurată materie organică, cca 10 t/ha pe an, din care 4-5 t/ha provin de la resturi vegetale, restul trebuie adăugat prin îngrășăminte organice, îngrășăminte verzi etc.

Prin lucrări raționale trebuie să se asigure un grad de afânare a solului în care activitatea microbiologică să realizeze un echilibru în procesele de humificare/mineralizare.

Este la îndemâna fiecărui cultivator ca prin tehnologiile de cultură aplicate să prevină distrugerea structurii solului.

Prof. dr. ing. Vasile POPESCU

Măsuri pentru evitarea evoluției negative a solurilor

Exploatarea nerațională a solului, prin aplicarea de tehnologii de cultură necorespunzătoare, a dus la degradarea continuă a acestuia, ajungând uneori la starea de nefolosință prin sărăturare secundară, acidifiere, înmlăștinare, eroziune avansată, tasare-compactare, prin scăderea conținutului în humus, distrugerea agregatelor structurale, reducerea activității microbiologice și prin diminuarea elementelor fertilizante din sol etc.

O contramăsură la aceste dezechilibre o constituie agricultura durabilă.

Dezvoltarea durabilă a agriculturii constă în capacitatea acesteia de a satisface necesitățile generației actuale, fără a compromite șansa generațiilor viitoare de a-și satisface propriile necesități.

Dacă se dorește evitarea degradării solului sau măsuri de reducere a acestor fenomene pe suprafețele degradate, sunt necesare o serie de măsuri la care ne vom referi în continuare:

1. Dezvoltarea sectorului zootehnic care, pe lângă faptul că poate valorifica superior producția agricolă, este un furnizor de îngrășăminte naturale complexe, foarte favorabile îmbunătățirii însușirilor solului.

Dacă ne referim numai la sectorul taurin, acesta a scăzut, din păcate, de la peste 5 mil. de capete în 1990, la cca 2 mil. de capete în prezent.

a) Dacă există zootehnie, există gunoi de grajd care, prin aplicarea a 30 t/ha se asigură 3.000 kg de humus care constituie sursa de elemente nutritive pentru plante. Totodată, humusul împreună cu argila formează complexul coloidal argilo-humic care constituie liantul (cimentul) unirii particulelor de sol în agregate structurale stabile. În solul cu structură regimul aero-hidric este favorabil creșterii și dezvoltării plantelor și activității microbiologice din sol.

b) Dacă există zootehnie, suntem obligați să cultivăm plante furajere graminee și leguminoase anuale și perene incluse în asolamente științific întocmite. Acestea, pe lângă furajul asigurat animalelor, au acțiune benefică asupra structurii solului, asupra acumulării și conservării apei în sol și asupra îmbogățirii solului în azot natural prin acțiunea simbiotică a plantelor leguminoase. Totodată, plantele leguminoase, prin sistemul radicular pivotant adânc, aduc la suprafață calciu, care foarte important în asigurarea structurii stabile a solului.

2. Menținerea solului permanent verde, adică după recoltarea culturilor principale se însămânțează culturi secundare sau, cel puțin, favorizarea creșterii buruienilor și a samulastrei după dezmiriștit și arătură. Prin aceasta se valorifică energia soarelui până toamna târziu, se protejează solul de acțiunea mecanică a picăturilor de ploaie și de temperaturile foarte ridicate, se reține apa și se previne eroziunea, se asigură consumarea nitraților formați, evitând levigarea lor și, nu în ultimul rând, se asigură cantități importante de materie organică pentru sol.

3. Încorporarea în sol a tuturor resturilor vegetale. Pentru menținerea în echilibru a cantității de humus din sol este necesar să se adauge anual câte 10 t/ha materie organică. Prin resturile vegetale de la culturile agricole se asigură 4-5 t/ha. Restul trebuie adăugat. Culturile secundare și buruienile crescute și tocate înainte de a produce sămânță sunt bine-venite pentru asigurarea solului cu materie organică.

4. Fertilizarea corectă a culturilor, evitând fenomenul de acidifiere sau de alcalinizare. Scăderea sau creșterea pH-ului solului este cauzată atât de fertilizarea necorespunzătoare folosind îngrășăminte cu caracter acid pe solurile cu pH-ul scăzut sau cele cu caracter bazic pe solurile cu pH-ul ridicat, cât și de capacitatea de tamponare a solului scăzută ca urmare a legării calcului de către radicalii acizi.

Prin aplicarea gunoiului de grajd și prin culturile leguminoase care aduc calciu din adâncime și, dacă este nevoie, prin aplicare de amendamente se pot îmbunătăți aceste soluri.

5. Executarea de lucrări mecanice mai puține, cu utilaje mai ușoare, la umiditatea optimă și fără mașini de tip freză sau grapă rotativă care pur și simplu macină solul, îl prăfuiesc, distrugând structura și contribuind la tasarea și impermeabilizarea solului prin înfundarea porozității cu praful produs. Sunt recomandate utilaje ușoare și prevăzute cu roți duble sau cu șenile care tasează mai puțin solul.

Este indicat ca presiunea pneurilor pe sol să nu fie mai mare de 1 daN/cmp, iar utilajele cu șenile reduc presiunea pe sol cu 60% față de cele cu pneuri.

Ca urmare a tasării solului se reduce porozitatea și permeabilitatea, se înrăutățește regimul aerohidric, scade activitatea microbiologică și conținutul în humus, se degradează structura solului, crește densitatea aparentă (Da) și lucrările solului se efectuează din ce în ce mai greu, cu consum ridicat de combustibil, iar recoltele obținute sunt scăzute.

Așa se explică de ce un sol natural, sub vegetația unei pajiști, nederanjat, are grad de fertilitate ridicat. El are structură glomerulară, asigură o bună înmagazinare și conservare a apei, o activitate microbiologică optimă, cu conținut ridicat de humus și elemente fertilizante, fără eroziune.

În măsura în care, prin tehnologiile de cultură aplicate, se va ajunge la apropierea de aceste caracteristici, nu vor mai fi probleme cu privire la evoluția negativă a solurilor.

Prof. dr. ing. Vasile POPESCU

Nivelarea, un pericol major care duce la degradarea solului

Tranziţia: vechiul devine dăunător, noul trebuie acomodat

Nivelarea s-a făcut prezentă timid, la început de secol 18, odată cu apariţia primelor semănători, motivată fiind de necesitatea acoperirii uniforme a seminţelor. Nivelarea era aproximativă, rămâneau suficienţi bulgări, pentru ca impactul atmosferic cu suprafaţa să fie prietenos.

Pe măsură ce mijloacele tehnice mărunţesc mai bine solul şi nivelarea se face mai „grădinăreşte“ impactul atmosferic devine tot mai agresiv, în special în a doua parte a secolului 20, când mărunţirea şi afânarea solicită compactare, tăvălug şi timid apare tasare pe rând cu nivelat.

La începutul secolului 21 (la noi) evoluţia tehnică a mecanizării s-a axat pe tractoare de mare putere, însoţite de maşini performante de mare randament, obţinut prin viteză mare de lucru, unde grija faţă de protejarea solului lipseşte, iar nivelarea după tasarea pe rând, în mare viteză, pulverizează drastic şi, odată cu schimbarea galopantă a climei, se măreşte alarmant efectul destructiv asupra solului.

Situaţia actuală este de tranziţie, nivelarea după tasare este menţinută „din obicei“ şi, sub motivarea acoperirii unor seminţe rămase accidental neacoperite, astfel, câştigându-se un leu, se pierde o sută.

În prezent se întrunesc trei factori care mai de care mai agresivi; nivelarea după tasarea pe rând, inutilă şi dăunătoare; evoluţia galopantă, agresivă a climei şi Sistemul colonial de exploatare a celor 30-40% din suprafaţa agricolă a ţării (conform Studiului).

Nivelarea şi-a încheiat ciclul, de cca 300 de ani. Să recapitulăm: impactul pe care l-a realizat şi îl mai realizează încă presupune: pulverizarea drastică a solului are loc eroziunea sub influența apei şi a vântului, grăbind deşertificarea; amplifică temperatura pozitivă sau negativă, până la îngheţul plantelor, şi măreşte starea de secetă.

Aspecte

Cercetări făcute între anii 1996-2000 de dr. ing. Marioara Nicolăescu la Stațiunea Valul lui Traian.

Poligonul în care s-au făcut determinările privind termometria comparativă cu suprafaţa netedă, precum şi evaporarea pe segmente de puncte cardinale cu 3 evaporimetre originale, brevetate la OSIM, au scos în evidență aspecte care ne conving de puternica eficacitate a rigolei în calea curenţilor de aer.

Progresul tehnic firesc intră în decor: urmele tasării pe rând, o modelare poziţionată a solului (faţă de vântul dominant). Schimbă radical impactul atmosferic cu suprafaţa astfel semănată şi creează condiţii pentru un spor de recoltă de peste 10%.

Iată motivaţia:

1. bilanţ mărit al apei din precipitaţii;

2. reduce eroziunea sub influența apei şi a vântului;

3. atenuarea frecvenţei curenţilor de aer care reduc eroziunea eoliană; reduc evaporarea apei, a temperaturilor pozitive şi negative, protejând plantele la îngheţ.

Ing. Eugen FLOREA