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Degraded soil can be repaired, and replenished with nutrients, until it produces abundant harvests at lower costs, while removing carbon from the atmosphere, and putting it back into the ground. This is the optimistic message of David Montgomery’s book, Growing a Revolution.
In many parts of the world, soils have been degraded by frequent plowing. The benefits of releasing a burst of nutrients for the crops and killing weeds are overcome by exposure of the soil to erosion by wind and water (see Out of space on Montgomery’s earlier book Dirt: The Erosion of Civilizations). In the Midwestern USA perhaps half of the original prairie soil, and most of its organic matter, have been lost in little more than a century of conventional tillage. Chemical fertilizers provide the major nutrients of phosphorous, potassium and nitrogen in the short run, but they undermine the soil’s long-term health by suppressing mycorrhizal fungi.
These mycorrhizal fungi feed plants while making glomalin, a protein that binds soil particles together. Plowing destroys the soil structure created by beneficial fungi and their glomalin.
Montgomery, a professional geologist, explains that most soils don’t need chemical fertilizer. They have enough phosphorous, potassium and all the minor nutrients like iron and zinc that plants need, but these minerals are locked up in stone particles and other forms not accessible to the plants. The key to using these nutrients are beneficial microbes, like the mycorrhizal fungi that extract mineral nutrients from rock fragments and help to break down organic matter so plants can use it. Microbes trade phosphorous to plants for sugars. Predatory arthropods, nematodes and protozoa then feast on the microbes and release the nutrients back to the soil. A diverse soil life makes soil more fertile. Synthetic fertilizers interrupt these interactions, and the mycorrhizal fungi die, so the crop becomes chemical-dependent. Soil that is rich in organic matter (that is, in carbon) is healthier and supports a thriving community of beneficial microorganisms.
But with proper care, soil can be brought back to good health in just a few years. The right techniques can boost soil carbon from 1% (typical of degraded soils) to 4% (as in undisturbed forest) or even up to 6%. There are many such techniques and they go by various names, including “conservation agriculture,†“agroecology†or “regenerative agriculture,†and they are based on simple principles: 1) Use cover crops (or mulch) to keep the soil covered all the time; 2) Complex crop rotations of grasses, legumes and other crops; and 3) no-till, planting seeds directly into the unplowed earth.
Montgomery takes his readers to meet farmers from Kansas to Pennsylvania, from Ghana to Costa Rica, who are practicing and profiting from these three principles. Some are organic farmers; others apply small amounts of nitrogen fertilizer directly into the soil, near the seed, where the plant can efficiently take it up. We learn that some use earthworms, while others like Felicia EcheverrÃa in Costa Rica make their own brews of beneficial microorganisms, to add life to dead soil. Gabe Brown in North Dakota rotates cattle in small paddocks, on large fields. As the cows graze, they fertilize the soil with manure.
Montgomery and soil scientist Rattan Lal estimate that conservation agriculture could offset a third to two thirds of current carbon emissions, by putting organic matter back into the soil, while tilling less and so lowering fuel expenses. Stumbling blocks to adoption of conservation agriculture include subsidies and crop insurance that keep farmers plowing and dependent on chemical fertilizer. Another is formal research, which continues to favor studies of products that companies can sell: chemical solutions to biological problems, as Montgomery puts it. Only 2% of US agricultural research goes to regenerative agriculture (and only 1% globally). Much of the innovation to revive the soil is driven not by funded research, but by the farmers themselves, who have shown that conservation agriculture, agroecology and permaculture can be more productive, with fewer pest problems. Conservation agriculture saves on expenses for inputs, so it is more profitable than conventional tillage agriculture. Properly conserved soil has little erosion; it soaks up the rain in wet years and holds the moisture for drought years.
Montgomery is concerned that when large-scale, industrialized farmers convert from tillage to conservation agriculture there must be a transition period when profits sag, before the soil improves enough to bring yield back up. He fears that this can discourage farmers from switching to conservation agriculture. Yet I am sure that the farmers themselves will work this out. As the natural experimenters that they are, farmers can try ecological farming practices with reduced tillage, first on one field, or on part of one, gradually creating the practices they need, one plot at a time. The good news is that conservation agriculture can be adopted on large farms or small ones, conventional or organic, mechanized or not. Farming can rebuild the soil, and does not need to destroy it.
Further reading
Montgomery, David R. 2017 Growing a Revolution: Bringing Our Soils Back to Life. New York: Norton. 316 pp.
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UNA REVOLUCIÓN PARA NUESTRO SUELO
Por Jeff Bentley, 22 de marzo del 2020
El suelo degradado puede ser reparado, devolviendo sus nutrientes, hasta que produzca cosechas abundantes a costos más bajos, mientras que se saca carbono de la atmósfera, para ponerlo en el suelo. Este es el mensaje optimista del libro de David Montgomery, Growing a Revolution.
En muchas partes del mundo, el arar frecuentemente ha degradado los suelos. El arado trae los beneficios de liberar nutrientes repentinamente para los cultivos y matar las malezas, pero el daño es mayor debido al exponer el suelo a la erosión del viento y del agua (ver Out of space sobre el libro anterior de Montgomery, Dirt: The Erosion of Civilizations). En el Medio Oeste de los Estados Unidos, quizás la mitad del suelo original de la pradera, y la mayor parte de su materia orgánica, se han perdido en poco más de un siglo de labranza convencional. Los fertilizantes quÃmicos proporcionan los principales nutrientes de fósforo, potasio y nitrógeno a corto plazo, pero socavan la salud del suelo a largo plazo al suprimir los hongos micorriza.
Estos hongos micorriza alimentan a las plantas mientras fabrican glomalina, una proteÃna que une las partÃculas del suelo. El arado destruye la estructura del suelo creada por los hongos benéficos y su glomalina.
Montgomery, un geólogo profesional, explica que la mayorÃa de los suelos no necesitan fertilizantes quÃmicos. Tienen suficiente fósforo, potasio y todos los nutrientes menores como el hierro y el zinc que las plantas necesitan, pero estos minerales están encerrados en partÃculas de piedra y están en otras formas no accesibles para las plantas. La clave para el uso de estos nutrientes son los microbios buenos, como las micorrizas que extraen nutrientes minerales de los fragmentos de roca y ayudan a descomponer la materia orgánica para que las plantas puedan usarla. Los microbios intercambian fósforo a las plantas por azúcares. Los artrópodos, nematodos y protozoos depredadores comen los microbios y liberan los nutrientes de vuelta al suelo. Una vida diversa en el suelo lo hace más fértil. Los fertilizantes sintéticos interrumpen estas interacciones y las micorrizas mueren, por lo que el cultivo se vuelve quÃmicamente dependiente. El suelo rico en materia orgánica (es decir, en carbono) es más saludable y sostiene una próspera comunidad de microorganismos buenos.
Pero con el cuidado adecuado, el suelo puede volver a tener buena salud en pocos años. Las técnicas correctas pueden aumentar el carbono del suelo del 1% (tÃpico de los suelos degradados) al 4% (como en los bosques vÃrgenes) o incluso hasta el 6%. Existen muchas de esas técnicas y tiene diversos nombres, como “agricultura de conservación”, “agroecologÃa” o “agricultura regenerativa”, y se basan en principios sencillos: 1) Sembrar cultivos de cobertura (o mulch) para mantener el suelo cubierto todo el tiempo; 2) rotaciones complejas de cultivos de pastos y cereales, leguminosas y otros cultivos; y 3) la labranza cero, sembrando las semillas directamente en la tierra sin arar.
Montgomery lleva a sus lectores a conocer a agricultores de Kansas a Pensilvania, de Ghana a Costa Rica, que practican rentablemente estos tres principios. Algunos son agricultores orgánicos; otros aplican pequeñas cantidades de fertilizante de nitrógeno directamente en el suelo, cerca de la semilla, donde la planta puede absorberlo eficazmente. Aprendemos que algunos usan lombrices de tierra, mientras que otros, como Felicia EcheverrÃa en Costa Rica, elaboran sus propias soluciones de microorganismos benéficos, para dar vida al suelo muerto. Gabe Brown, en Dakota del Norte, rota el ganado en pequeños potreros, en grandes campos. Cuando las vacas pastan, fertilizan el suelo con estiércol.
Montgomery y el cientÃfico del suelo Rattan Lal estiman que la agricultura de conservación podrÃa compensar entre un tercio y dos tercios de las actuales emisiones de carbono, devolviendo la materia orgánica al suelo, a la vez que se labra menos y se reducen asà los gastos de combustible. Entre los obstáculos para la adopción de la agricultura de conservación hay los subsidios y los seguros de los cultivos que mantienen a los agricultores arando y dependiendo de los fertilizantes quÃmicos. Otro es la investigación formal, que sigue favoreciendo los estudios de productos que las empresas venden: soluciones quÃmicas a problemas biológicos, como dice Montgomery. Sólo el 2% de la investigación agrÃcola estadounidense se destina a la agricultura regenerativa (y sólo el 1% a nivel mundial). Gran parte de la innovación para revivir el suelo no está impulsada por la investigación académica, sino por los propios agricultores, que han demostrado que la agricultura de conservación, la agroecologÃa y la permacultura pueden ser más productivas, con menos problemas de plagas. La agricultura de conservación ahorra gastos en insumos, por lo que es más rentable que la agricultura de labranza convencional. El suelo conservado adecuadamente tiene poca erosión; absorbe la lluvia en los años húmedos y retiene la humedad en los años secos.
A Montgomery le preocupa que cuando los grandes agricultores industrializados pasen de la agricultura de labranza a la de conservación, debe haber un perÃodo de transición no rentable, antes de que el suelo mejore lo suficiente como para que vuelva a rendir bien. El teme que esto pueda desalentar a los agricultores a cambiar a la agricultura de conservación. Sin embargo, estoy seguro de que los propios agricultores lo solucionarán. Como experimentadores naturales que son, los agricultores pueden probar prácticas de agricultura ecológica con labranza reducida, primero en una parcela, o en un rincón, creando gradualmente las prácticas que necesitan, una parcela a la vez. La buena noticia es que la agricultura de conservación puede adoptarse en fincas grandes o pequeñas, convencionales u orgánicas, mecanizadas o no. La agricultura puede reconstruir el suelo, en vez de destruirlo.
Leer más
Montgomery, David R. 2017 Growing a Revolution: Bringing Our Soils Back to Life. New York: Norton. 316 pp.
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