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改进的可持续性和生态系统服务从海藻中增加一个古老的农业生产系统

诺克斯OGG1*,马斯登TJ3沃尼克年代3、桦木G3、Scherbatskoy锰4,威尔逊DB2英航的剧作家和哈维坐在那里记着2

1学校的环境和农村科学,出,2351年,澳大利亚新英格兰大学

2SRUC,国王的建筑,西干线公路,爱丁堡EH9 3詹,英国

3地球科学学院船员建筑、爱丁堡大学、英国EH9 3约

4北部黑土项目5 Scotvien Grimsay尤伊斯特HS6 5 ja,英国

通讯作者:
OGG诺克斯
学校的环境和农村科学
新英格兰大学出
2351年,澳大利亚
电子邮件: (电子邮件保护)

收到日期:04/05/2015;接受日期:11/06/2015;发表日期:20/06/2015

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文摘

在英国,和在其他领域的北半球,那里已经从17世纪开始,人类解决平行的脊仍然可以看到今天的证据。这些脊,有时被称为懒床,是生产系统,提供小的遗留物,偏远地区种植潜在的陆地上,常常被认为是今天不太有利的或不适合生产。远离这种小规模的、劳动密集型的生产系统中,在上个世纪,社区在这些领域通常都经历了一个从自我维生转向对人类和动物饲料的进口的依赖。这导致放弃这些培养系统。随着现代社区越来越dis-associated从历史文化习俗,人们记忆的这些系统的管理也正在消失。有一个论点支持恢复这些具有历史意义的系统,根据全球对可持续粮食安全压力上升为农业生产和土地可用性。这样的恢复应该支撑,科学理解这些方法如何能够为种植和产量提供一个可持续的系统随着时间的推移,和这些系统的环境影响。岛上的一个项目建立了Grimsay(北尤伊斯特)恢复一系列废弃的山脊,这在50多年没有工作。作为这个项目的一部分已经发起的一系列研究检查历史管理实践(及其影响)与这些农业系统有关。初步研究来确定运行的传统使用海藻(特别是Ascophyllum结节性)的好处,或确实至关重要,这些旋转系统的寿命。 This trial was placed within the wider context of an experiment investigating the ecosystem impacts of reinstating this type of agricultural practice and its utilisation of local, natural resources. The findings of the pilot study indicated that historical knowledge is essential in reinstating this type of production, seaweed is both a required and sustainable addition to the system, ecosystem impacts were minimal and that production was both viable and greatly increased when labour was available.

关键字

Ascophyllum结节性,燕麦属漂白亚麻纤维卷赫布里底群岛,尤伊斯特山脊,马铃薯

介绍

农业引入苏格兰附近的某个时候公元前五年(1通过许多不同的方法),后来发展的苗床准备。类型的耕作习惯包括脊和皱纹,钻井平台和沟,cord-rigs,懒床。这些不同形式的培养都有着类似的特征,与一些别人的发展。

外赫布里底群岛的北方尤伊斯特岛是这些苏格兰西海岸的十大岛屿。这是尤伊斯特和Barra岛集团的成员还包括Benbecula和南尤伊斯特。北尤伊斯特人口1254人(2),然而,这大概是五分之一的人口,高地许可前占领了这个地区的18岁th和19th世纪(3]。结合间隙,最大的原因之一,岛上人口下降的失败海带目(海带)农业产业,在1800年代末倒塌。与大部分苏格兰高地许多这些小的居民,偏远社区持续通过日光漂白的实践自己和家人。“克罗夫特”是一种传统的、小规模土地所有的县发现的苏格兰北部和岛屿。操作的说出一种自给自足的农业生产可以本地高生产力。然而,增加人口和克罗夫特租金意味着这些家庭不可能仅仅依靠日光漂白生存,与海带产业的崩溃,唯一的支付行业岛,许多被迫移民,特别是新斯科舍和纽芬兰4,5]在山脊系统农业也可以看到的证据。

旋转岭床系统,通常称为懒床,是一个常见的农业实践在整个西部群岛和大陆其他地区的苏格兰。有着悠久历史的使用,明显的证据,他们仍在当今景观(6)(图1)。山脊基本上是一个温床,两边由土壤翻一片土地上,创建一个高脊两侧各频道(7]。山脊,故可将其与其他形式的耕作,他们是用手工工具而不是犁挖掘。依赖手工工具,如铲,中科院铬(一种脚犁固定用一块铁,作为齿)和ristle(这是一个镰刀犁一次或松土机)(8)建立脊系统意味着它是劳动密集型(图2)。然而,起垄改善土壤排水,可以增加深度和增加表面捕捉阳光,从而提高脊温度(6]。外赫布里底群岛的几个脊系统仍在使用,但茄属植物的系统现在主要是利用tuberosum(马铃薯)生产和使用它们的转动方面已基本失去了(图1和图2)。

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图1:广泛的证据,一个废弃的脊系统西海岸的刘易斯Huisinis附近。

environmental-sciences-manured-ridges-Grimsay

图2:的照片的两个研究小组重建的山脊黑桃(上)的使用。3建立和施肥与不文明的Grimsay岭脊左(底部)。

东海岸的西部群岛由一片岩石点缀着补丁的薄相对较小,发菜土壤的术语黑最近被应用(来自土地盖尔语talamh dhubh)。这些土壤有机泥炭类型,当荒废,是占主导地位的Nardus一成不变,Molinia caerulea,更多的Anthoxanthum主要Agrostis清塞音在历史牧场草,莎草芦苇cespitosus苔藓angustifolium,石南花Calluna寻常的艾丽卡tetralix,泥炭藓spp,Pleurozium schreberii苔藓。土壤通常是至少50厘米深,低pH值的范围(4 - 5)(同前)。完整的描述和定义目前正在调查土壤受到的黑土土壤有很多不同的影响在其创作;从物理环境对他们撒谎,长期人为影响的有机肥料和耕作。而社区建立在这些岛屿的西部沿海地区有machair平原耕作和放牧,这些社区建立沿美国东海岸不得不依靠他们的能力培养的小补丁黑土为他们自己和他们的牲畜提供食物。植被、土壤深度和土壤的湿润的基础“黑土指数”,结合这些研究,可以通过说出评估土地用于种植的适宜性而不诉诸于土壤样品和成本分析。

介绍了土豆尤伊斯特和Benbecula从爱尔兰Clanranald麦当劳的1743年,当时岛上的人口扩张。这导致土豆的快速纳入到现有的旋转和依赖增加作物作为人类和动物的食物来源消费。结果是,截止到1800年代早期,山脊上的旋转行为是基于从马铃薯种植,大麦芽(大麦),燕麦属漂白亚麻纤维卷(燕麦),Secale麦片(黑麦)与一些亚麻属植物usitatissimum(亚麻)或大麻(麻),芸苔属植物拉伯(萝卜),后跟一个雷草播种时期建立几年的牧场和重建生育。旋转适应当地条件和土壤质量是改编,但是芸苔属植物oleracea(卷心菜),胡萝卜胡萝卜(胡萝卜),芸苔属植物napobrassica(1美元),和其他脉冲和绿色作物一般都局限于花园或严重提高in-bye土地。这样一个旋转的黑色,苔藓土壤与肥料形容1811年由土豆,大麦,燕麦为两到三年最后在播种草籽干草当牧场为年轻的股票在第二和第三年8]。这个系统与牧场重复阶段往往延长到6年重建生育。早先描述旋转的土地的肥料,在冬天,然后离开休耕,直到春季后期大麦或土豆种植。这些是紧随其后的是两到三个赛季后的燕麦,草的山脊是三到四个季节(9]。草的生产这些种植活动的主要目的是需要的食品商店牛在冬天和改善他们的夏季牧场。

中所指的肥料这些账户在很大程度上是来源于海藻添加了动物粪便时可用。各种的实践与添加肥料有被记录在历史上8- - - - - -11)和维护现有的记忆中,尽管很少练习,直到今日。其中大部分的基本前提是,海藻收集通过削减在低水大潮期间,与手动运动的海藻在高水位标志。当时的克罗夫特和应用厚表面切削沟从土壤中之前,解除和铺设在粪便形成新的脊。从随意的讨论与当前日光漂白从业者看来,方法和计时与收获和海藻的应用可能会有所不同从一个地方到另一个地方或者从一个自耕农到另一个地方。不管精确的方法和时机,历史书面和口头账户表明海藻肥料种植过程的一个重要组成部分,常用在整个西部群岛(10]。

尤伊斯特的岛屿尤其具有丰富的海藻。据估计,70%的总滨海海藻苏格兰位于外赫布里底群岛最多产的增长在北尤伊斯特。超过30%的苏格兰的海藻生长在Lochmaddy和Locheuphiort [12]。两种主要类型的海藻在整个东部海湾尤伊斯特:打结或鸡蛋的海草(Ascophyllum结节性)和膀胱的海草(Fuscus vesiculosus)。答:结节性更丰富的两个,通常发现降低海岸线,靠近水边,海藻是传统施肥土地利用在这些领域。身高(岩藻vesiculosus)是不常见的,通常是在岸边找到了更高(13]。

本文记录了一个项目,旨在:(一)确定历史记录中描述的生产系统是可行的;[b]评估要素如果他们能和[c]确定任何相关的环境因素。项目成立于今天的减少程度的自给自足和岛民在过去50年里所经历的持续压力,增加燃料,化肥和粮食价格。

材料和方法

试验地点

Grimsay谎言岛主岛之间的北尤伊斯特(北部)和Benbecula(南)和刚刚超过8平方公里(800公顷)的区域。平均风速为尤伊斯特平均29公里/小时(麦考利土壤研究所,1982年),年降雨量是130厘米落在240天(苏格兰东部:18公里/小时;87厘米;170天)。Kenary的克罗夫特是位于岛的东海岸29.100°57 ' N, 7°14.103 W和占地15.5公顷的主要土壤类型是黑土。有证据表明历史培养2.4公顷和0.6公顷的脊形成克罗夫特。审判地点是坐落在一个地区的克罗夫特南风方面和斜率~ 11 o那里有可见的证据下斜坡四的山脊。

实验设计

三种脊是那里的长度18米的裁剪宽度0.8米,第四是原封不动的控制比较土壤物理和化学条件的变化引起的令人不安的山脊(图2)。由于规模有限的领域这方面不是复制。裂区设计是建立在挖脊三个海藻肥料治疗和unmanured控制为主要情节。在此,种植与常见/白燕麦(燕麦属漂白亚麻纤维卷),设得兰群岛卷心菜(芸苔属植物oleracea和土豆茄属植物tuberosumVar。记录)是用于建立(见图1)。

海藻肥料

三种海藻处理准备。新鲜海藻,Ascophyllum结节性,收集2013年5月6日克罗夫特从海岸线毗邻。海藻被切割,在低潮的时候收获离开20厘米附着在岩石鼓励再生。海藻是远离海岸线,用饮用水清洗,然后用手阴谋提供一个表面~ 5厘米深度的报道。海藻大规模决心在6 0.252样放置在山脊,15.5公斤/米2

腐烂的海藻肥料从2月中旬成立海岸收集新鲜风暴洗为主答:结节性,但有一些身高(岩藻vesiculosus)和齿的海草(f .锯肌)。聚集成一个堆在全盛时期,防水帆布覆盖了大约3个月,直到需要。结果腐烂修正案是由同样的方法应用新鲜,基于从当地的说出建议和指导,建立一个5厘米深的层,但评估应用程序的速度是23.6公斤/米2

海藻酒是准备在两个浴缸,充满了新鲜的A .结节性和另一个稍微烂草从岸边中恢复过来。浴缸就稍微让桶废料出口下。浴缸仍然在户外,暴露在元素为2个月,渗滤液收集收集和混合成一个120升有盖子的垃圾箱。立即种植之前收集到的酒是恢复和应用作为淋用喷壶脊表面的速度~ 2.5 l / m。

土壤、海藻和作物测量

土壤样本取自大约5到15厘米从表面的转身控制审判的山脊网站种植(5月6日)之前,中期点(6月15日和7月19日)和收获(9月14日),回到SRUC进行分析的硝酸盐、亚硝酸盐和铵氯化钾提取使用自动分析(14,15),可用磷与钼酸铵摩根提取其次是光谱分析和抗坏血酸显色16]。土壤温度测量使用嗨145数字温度计(汉娜),10厘米调查。土壤水分计算重量分析地从单一化的样本收集的土壤是湿样本之间的差异和在105°C烘干后24小时,表示为烤箱干土壤的水分含量百分比。

海藻SRUC施肥处理分析,样本囊咨询分析服务部门和学校地质。总矿物含量(重点是N, S和P)分析涉及烘箱干燥海藻在105°C,研磨和酸消化之前的样品ICP-OES(光学发射光谱)分析(17]。

农作物和植物出现高度数据记录在季节。在收获(2013年9月14日),地面燕麦生物量、高度和宽度的个人卷心菜和土豆块茎产量(道达尔和食用)称重并记录每个情节和治疗。收获土豆受到分级试验团队到那些适合和不适合人类食用。不合适的土豆被视为丢弃,虽然会被用于动物饲料。

海藻丰富

丰富的海藻在东海岸的尤伊斯特测量从九收集点(图2);两个在尼斯Portain,两个在尼斯Euphort(北尤伊斯特),两个Grimsay,两个在Benbecula Petersport和一个在尼斯Skiport(南尤伊斯特)。选址决定从易于访问和历史性的日光漂白活动的证据,基于现有的本地知识和山脊在周围景观的存在。所有的网站都访问在2小时的低潮和在每个站点上十1米2样被随机放置在沿岸带的海藻鲜重,物种患病率和大量的记录。

一个单独的调查,只有Grimsay,专注于七海湾周围的岛屿。选择的网站是使用类似的标准更广泛的调查。网站再次访问过低潮,一式三份的措施从0.25米2样用于建立相对丰富、年龄和生物量的海藻来确定潜在的可持续性长期使用海藻肥料的园地。

碳损失,同化和稳定性

评估土壤扰动的影响和培养的过程从黑土土壤固碳损失和静态室便携式红外气体分析器(IRGA, PP系统EGM4 SRC1室)是用来确定地面有限公司2浓度和交易所(同化)初始培养后的地面,复发和收获。此外,评估是在本赛季结束后土壤的碳含量的损失在550°C(点火18](Carbolite AAF11)来确定有碳从系统的重大损失。

统计分析

统计分析了使用GenStat (VSN国际有限公司)和Excel(微软)。方差分析是用来测试数据的差异,采用裂区设计与岭组块、粪便处理整个情节和作物作为次要情节。Anderson-Darling测试被用来确定数据是正态分布。如果从正态分布显著不同的数据集转换应用于满足模型的假设。在p≤0.05数据被认为是显著的。

结果

实验室分析中使用的海藻建立山脊也显示出他们低N和P,但高硫(表1)与其他肥料相比19]。海藻酒的分析表明,浸出从腐烂的海藻产生更多的Ca,年代,镁和钠比最初可以从新鲜的杂草分解,而是类似于K和B (表2)。提供的合成复合本酒在44 mg / l, N和P 41 mg / l, N分别,没有硝酸盐或亚硝酸盐检测到。(表1和2)

environmental-sciences-Chemical-analysis

表1:化学分析的新鲜和腐烂答:结节性样品收集在n尤伊斯特和试验中使用。值为干物质(DM)。*腐烂海带价值观,Machair生活所提供的项目,提出了比较。Na不是在他们的分析检测(NT)

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表2:结果分析白酒收集流出的洗澡的新鲜和腐烂答:结节性收集在不同的时间点(天)成立后洗澡了mg / l。合本,酒是汇集也进行了分析。*硫分析不是UKAS认证。

土壤营养分析表明,没有(0.00μg /毫升)土壤中硝酸盐和亚硝酸盐N可检测成立后,在收获没有检测到的31个36治疗情节。播前和收获后的评估方法硝酸盐或亚硝酸盐是0.00和15.21μg / g没有治疗效果明显。粪便中氨含量没有显著不同的治疗或作物收获(分别P = 0.72和0.97 (表3)。最后,在研究结束时发现阿宝4明显不同的肥料中治疗(P = 0.02,表3作物之间),而不是(P = 0.25)。平均订单4浓度控制、酒和新鲜海藻肥料处理59岁,54岁和41μg / g,分别平均P 210年腐烂治疗μg / g (表3)。

environmental-sciences-Mean-ammonium

表3:意味着铵和磷酸水平从燕麦和土豆田土壤取样记录在每个作物收成治疗。相比较而言,磷酸氨和不文明的山脊上39、42 ug / g,分别。腐烂的海藻治疗有显著影响(* P < 0.02)可用磷酸在燕麦和土豆。

土壤水分是100%以上在整个研究中,由于泥炭土壤的内容,但没有显著不同肥料处理或农作物。在丰收的意思是重量的土壤含水量的控制、新鲜、酒和腐烂的治疗是292年,399年,分别为589%和365。作物、卷心菜、燕麦和土豆的403年,452年和262%的人分别计算,对原状脊的452%。

在山脊上种植土壤温度较高(10.3°C,基于5次级样本),比独木舟沟渠(9.5°C)或undug脊(9.1°C)领域内的网站。然而,温度评估期间,在本赛季结束后没有海藻肥料和作物之间的不同的治疗方法。

在建立治疗地块土壤pH值被记录为4.6。土壤的pH值几乎没有变化的实验中,除了在pH值显著升高燕麦在腐烂的海藻肥料处理下观察实验的最后,pH值增加到6.3 (表4)。

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表4:土壤pH值用1:2土壤水量从情节中提取(3肥料治疗和控制)在培养山脊采样38 (a), 72 (b)和129(收获,c)天之后播种。意思是pH值从三个复制。土壤pH值控制脊决心场均4.6。*显著改变pH检测下燕麦条与腐烂的海藻肥料、作物和交互水平(方差分析P < 0.05)

工厂建立好所有但一个情节(液体应用到土豆)和视觉的证据有增长反应腐烂肥料38和72天后种植的作物。收获表示,有一个从包含海藻明显的治疗效果,但这腐烂的材料的应用有最大的效果(表5)。使用新鲜海藻在马铃薯施肥导致丢弃的比例最高为33%,5相比,18 - 23%丢弃腐烂,酒和控制治疗,分别。卷心菜被评估为高度和直径的作物被种植在时间尺度试验(如冬季牲畜饲料),但腐烂海藻治疗产生的卷心菜,平均两倍以上的高度和直径的三倍其他治疗(表5)。

environmental-sciences-Potato-tubers

表5:最终的马铃薯块茎产量和整个作物复苏的燕麦海藻治疗脊(值的均值3块)。意思是白菜从所有幸存的卷心菜高度和直径测量。2013年9月

IRGA数据表明,山脊的初始挖掘降低有限公司2从土壤中交换的意思是7.3 gCO2/ m2gCO 0.6 /小时2/ m2/小时。通过本赛季这种情况并不明显,但在收获的同化与安静的脊场均7.4 gCO重复2/ m2/小时相比,平均为0.6 gCO的栽培山脊2/ m2/小时,与不施肥处理之间的差异或作物类型。尽管这种差异在有限公司2汇率,地面大气CO2水平海藻治疗或作物没有差异(P = 0.71和0.34,分别总体的意思是453 ppm,方差42),类似于原状岭(475 ppm)。

损失点火土壤中碳测定表明,土壤的碳含量高(平均为86%,最小为71%,最大97%),但这在种植周期C的水平没有显著(P = 0.18)被任何治疗或改变作物。

评估周围的海藻从九个研究地区的北尤伊斯特岛返回平均11.3公斤海藻/ m2海滩,其中,平均水平答:结节性覆盖率为70%,占总面积~ 19040米2。这就造成了一种估计135吨答:结节性在评估网站。然而,值得注意的是第二个网站在尼斯Portain,缺乏答:结节性,而不是主要由岩藻vesiculosus和f . spiralis。这个海湾暴露比其他网站,有更少的大石块现在和记录,有更多的淡水流入海湾流,但也指出,有历史性的脊明显少于200米的海岸线。

的评估答:结节性覆盖的选择七海湾Grimsay估计在23700左右2。意思是复叶长35厘米,从28到44厘米不等。近似的平均年龄,基于膀胱的数量,超过6年。丰富多样的11.2和20.8公斤/米之间2平均丰度在整个面积14.3公斤/米2为Grimsay相比,平均10.4公斤/米的广泛调查2可用,一个近似总重量338吨。

讨论

在建立实验平台一个伟大的重点放置在历史记录和现有的口头传统。现场试验的结果暗示历史记录中描述的生产系统是可行的,但严重依赖海藻的应用作为一个生育建筑肥料,或者更有可能考虑到低营养价值的添加肥料,土壤结构发展中13]。

在这项研究中海藻治疗腐烂,新鲜和酒来自雨洗海藻退化。新鲜海藻收集和整合到山脊附近种植由于时间限制在实地考察;这可能会或可能不会与历史实践。一次性的包容,最初的海藻酒应用程序是基于一个想法,由现代的说出,它将更容易申请。确实是这样,但是需要另一项研究调查方法的全部潜力,例如使用作物应用程序建立如果有施肥效应所能获得的酒。腐烂的治疗方法是覆盖冬季风暴的结果恢复海藻,防止雨水洗涤营养桩退化,并减少苍蝇繁殖在桩上的麻烦。虽然这些治疗可能因此被视为历史上准确,历史和当前的范围口头讲述的海藻施肥的山脊是不同的。历史记录表明,海藻可能很大程度上恢复了在年初从收获或从风暴冲杂草的聚会8- - - - - -10]。这是由手,然后搬到克罗夫特挖在时间可用时,克罗夫特的租户或流动工人运动的岛屿。播种会发生一段时间后数周或数月天气温暖的春天。鉴于土壤水观测的水平在整个研究季节,埋葬的新鲜海藻种植前一段时间可能会有类似的海藻的影响分解发生在腐烂的防潮处理。

作物种植在这项研究中,也偏离了历史背景对记录转动序列;这是由于时间的限制,解决本地生成的生产问题的愿望。然而,包括的决定答:漂白亚麻纤维卷,而不是答:strigosa克罗夫特,是基于记录和历史描述旋转,尽管历史记录报告的存在答:漂白亚麻纤维卷很少取得粮食(9]。比较两个燕麦显然是需要确定选择的好处是系统中实现答:漂白亚麻纤维卷如果我们观察到的土壤的pH值改变是由于一个机会事件或一些特定的结果在这些土壤这种麦片。除了观察,改变初始作物种植还表示,更大范围的作物类型可能是生长在这些系统除了那些显示在历史记录8),从而提供更大的多样性的饮食对于当前人类和动物依赖于系统。

的另一个局限性的脊系统内培养现代设置当前缺乏合适的机械设备。从历史上看,这些系统是由自耕农和他的家人(工作9由10 - 12人)或由社会团体可能会一英亩(~ 4047米2一天)与cas铬(8]。三个研究小组花了3天去挖,准备和播种3床。它可以看到经验会增加速度床准备当地自耕农罗纳德·约翰·麦克莱恩先生(指导团队在懒床上创造的技术),工作速度更快,但不管这种体力劳动的需求可能仍然是一个限制的re-adoption系统。

包含海藻肥料的建立至关重要的改进作物播种率(上面的回归表5)。评估当地的海藻资源暗示的平均年龄答:结节性在Grimsay 6年左右。言下之意是,收获也就是总的可用的储备,无论最终使用的资源,在任何一年不会影响的长期可持续性的资源从当地使用。这就相当于大约56吨的收获的答:结节性每年Grimsay左右。基于我们的应用程序,这将是足以受精3639平方米的山脊基于新鲜答:结节性应用程序。这个面积明显小于0.6公顷的山脊克罗夫特进行我们的实验,但重要的是要记住;(i)脊表面占1/2到1/3的一小部分的由于施工技术,(2)海藻施肥发生只在开始旋转,每隔6号或7号,(3)不是所有的耕地种植面积可能是同时在克罗夫特的历史。更广泛的调查暗示类似的水平答:结节性有八个接受调查的9个海湾,在所有情况下都有隆起的海岸线200米内的证据。在我们的研究中,一些历史记录,新鲜海藻从海滩而腐烂的海藻是恢复从海藻洗净在风暴事件。集合的性质,收获和废料收集,也会因此影响长期可持续性。

的差异也主要使用的海藻对作物产量的影响。腐烂的海藻肥料营养的新鲜(表1),但是产量明显增加(表5)。原因似乎并不因此由于肥料的营养补充,但更有可能发生由于肥料促进土壤中作物的变化是越来越多。在收获这是指出,所有的马铃薯块茎中恢复了土壤肥料水平以上,燕麦根很少渗透通过粪便。尽管如此,土豆从腐烂的海藻中恢复土地有更多的土壤粘附在皮肤上,那些生长在其他治疗方法。尽管不是直接测量,一些矿车评论观察蚯蚓、甲虫的腐烂的治疗,而不是其他地方。这些观察结果表明,海藻肥料是改变土壤属性,可能会导致一种改进植物响应。这些变化是否由于微生物增殖的增加或改变土壤结构的形成13没有决定从这个研究。然而,再次观察,燕麦在收获显著增加土壤的pH值从4.6到6.3的起点在腐烂的海藻治疗(表4)或许可以解释为什么燕麦在这些系统中使用多产地,尽管据说只产生一个粮食作物每50年(9),因为它可能是一种提高后续草作物的土壤pH值。应该注意的是,oat在这个研究并生产粮食作物,生长季节的条件是不考虑任何不寻常的;进一步研究需要建立如果这是一个1在50年的事件

土壤的这些特点也可能是负责在赛季中观察到的土壤营养水平。硝酸盐和亚硝酸盐的缺乏可能是由于优惠植物吸收,但可能是由于缺乏硝化、脱氮和浸出从这些土壤,通常保留水分含量较高,原因是他们自然泥炭。同样,高水分、低温度和pH值的土壤可能是一个可能的原因在这些土壤铵的相对较高的水平(20.]。含水量也认为是系统的一个重要方面和观察到的结果。尽管含水量培养之间的相似和不受干扰的山脊,栽培的行为被认为将充足的水从表面的脊,以促进土壤的作物植物根系的探索。深刻的记住,安静的山脊还是结构上可见,因此可能会消耗超过周围的不文明的土壤,审判地点之间的斜率为11 17%和不同深度土壤底层的花岗岩。网站的所有这些特点可以解释缺乏土壤含水量差异,但土壤水分观测的重要性,在这个季节,和大多数人一样,提高脊不干燥。

缺乏差异在两个地面有限公司2和土壤C含量迹象表明这些土壤中的泥炭没有被培养的行为或影响作物产量。一个可能的原因是,虽然土壤扰动通过行动恢复山脊,施肥和种植,含水量保持足够高,以防止有氧降解土壤内的泥炭和其他有机材料。另一种解释可能是碳损失太小被发现通过减量和可能已经解放为甲烷,而不是公司2。虽然不是报道,试图恢复了甲烷在整个实验过程中使用另一个IRGA(有限公司2米,厘米- 0190),但排放高于下限检测的仪器没有检测到。

在考虑其他影响re-instigation岭的生产需要考虑许多因素。第一个是90%的岛屿已经从一个位置的自给自足的粮食生产95%几十年来依赖食品进口21]。进口食品的西部群岛与一些食物里程的最高水平,和相关的二氧化碳排放22),在英国。耕作黑土脊可以抵消这些排放0.65千克二氧化碳的速度/公斤食品(21]。与进口相关的另一个因素是人类食品的财务成本和牲畜饲料。后者的一个例子是当前进口成本之间的一捆干草£16 -£60£4在大陆相比,(2014年夏季的价格),这将意味着任何能力的说出自己的动物饲料生产可能产生相当大的金融储蓄对动物生产成本。记住这一点值得re-iterating生产点脊系统发展的主要是改善放牧牲畜饲料和提供冬季(8,9]。

同时这是一个初步研究,建立了有良好的基础和根本原理re-investigate山脊建立生产系统在历史上克罗夫特地区,以提供改进的局部粮食安全。除了调查选择重建传统的作物轮作有证据支持包括更广泛的作物种类和不同品种在将来的研究中。海藻是一个重要的组成部分,旋转和腐烂的应用材料,可能密切模仿掩埋的历史影响海藻在潮湿的土壤种植前的几个星期,被证明是有效的在刺激作物产量更高,虽然不是通过任何明显的营养获得。评估当地的海滩和更广泛的区域暗示可持续收获海藻可以进行支持的这种类型的农业和重燃对当前的土壤C水平的影响可以忽略不计。

确认

这项工作是在爱丁堡大学的支持学生荣誉和MSc项目由学校地质和SRUC。额外的支持来自SRUC和苏格兰政府工作包3.3和3.7。黑土的支持项目和各种日光漂白集团承认的试验空间和本地知识。

引用

全球技术峰会