Jordar är det mest komplexa och mångsidiga ekosystemet i världen och förser mänskligheten med 98,8 % av sin mat.
Men jord, som en fråga omScienceDirecttidskriften beskriver, är en ändlig resurs, och en snabb mänsklig befolkningstillväxt i kombination med ökande konsumtion sätter ett oöverträffat tryck på marken genom intensifieringen av jordbruksproduktionen - ökningen av skörden per areaenhet jord.
"Jag anser att organiskt material i marken är den viktigaste markhälsoindikatorn, eftersom det spelar en primär roll i många markfunktioner som markstruktur, vattenanvändning, näringsämnens kretslopp och tillgänglighet, jordbrukskemikalie öde och transporter samt biologisk aktivitet och biologisk mångfald", säger Doug Wolf, teknisk expert på miljösäkerhet på Syngenta. "Markhälsa integrerar fysiska, kemiska och biologiska faktorer som påverkar produktivitet, miljökvalitet och vinstpotential."
Bortsett från kritiska miljöfaktorer, gör de skyhöga energi- och gödselpriserna att man kan göra mer med mindre på vägen framåt, säger Jeff Divan, Director of Agronomy med Kaliforniens startup Sound Agriculture.
En omarbetad syn på markhälsa under de senaste 12 åren har förvandlat hans egen 1 800-acre majs- och sojabönsodling i Iowa. Divans gård började integrera täckgrödor och bytte till ett system för söndertillverkning, vilket lämnade skörderester intakta för att möjliggöra effektivare fältarbete, samt placera gödningsmedel i och nära rotmassan och rotzonen.
"Vi har sett några av de bästa skördarna vi någonsin uppnått här genom att använda några av dessa strategier", förklarar han, inklusive att dela upp kvävetillförseln under -säsongen till tre omgångar - vilket minskar mängden ända ner till 0,75 pund kväve per skäppa. Erosion från regn och vind har avtagit, och "en av de subtila indikatorerna på förbättrad markhälsa är massor av daggmaskar när du gräver i jorden. Vi brukade göra mycket vattenfria fall (ammoniakapplicering), och jorden såg ut att vara död av att göra det - du aldrig brukade se daggmaskar."
"Vi har sett förbättringar i organiskt material och har gjort Haney-tester för att se att extraherbart kol i jorden har ökat", konstaterar han.
Under de senaste två åren har hans gård också använt Source, Sound Agricultures bio-inspirerade bladspray, som aktiverar markmikroberna som fixerar kväve i atmosfären och låser upp fosfor i jorden, vilket effektivt tillverkar gödningsmedel precis vid rotzonen av en växt och minskar behovet av kväve per applicering av kväve med 502 pund.
Produkten har tagit fart inom det amerikanska jordbruket och försäljningen ökade tre gånger jämfört med förra året. Andra nyckelmarknader runt om i världen är nästa: Företaget ingick ett partnerskap med Syngenta i Kina förra året för att testa produkten i majs och vete i cirka två år och ta produkten genom Kinas regleringsprocess, och det tittar också på användning i andra grödor. Affären syftar till att minska användningen av kvävegödselmedel i Kina med 30 % samtidigt som avkastningen bibehålls.
"Möjligheten är mogen framöver att dra nytta av kraften i vår jord, vilket gör att vi kan skära ner på överprissatta gödselmedel. Det borde inte göra något annat än att stärka avkastningen", tillägger Divan.
FLERA VERKTYG FÖR FRÄNARE JORDAR
"Sextio procent av avkastningen är beroende av markens bördighet," påminner Taylor Purucker, Crop Nutrition Lead, Eastern North America with Mosaic. "Jag tror att framöver kommer odlare att implementera markhälsopraxis med det slutliga målet att bli mer lönsamma."
Ett nytt verktyg från agtech-startupen Biome Makers som heter BeCrop hjälper odlare i 40 länder att förstå behoven i sin jord genom ett steg-upp från det typiska jordprovtagningstestet. BeCrop är den första digitala soiltech-plattformen som levererar en funktionell grödspecifik analys av markmikrobiomet baserat på dess genetiska information.
"Vi försöker hjälpa till att överbrygga klyftan mellan en markmikrobiomprofil som en ögonblicksbild från en odlares gård, och matcha den med en produkt som har visat sig hjälpa de områden av jorden som behöver det", säger Ava Mehrpour, BeCrop Advisor Program Coordinator för det Silicon Valley{0}}baserade företaget, som grundades 2015.
"Många gånger kan odlare göra vävnadsprover och se att grödor har brist på "xyz", och sedan lägga till mer av det, men om det inte mobiliserar eller fixeras, eller det konsumeras av andra mikroorganismer, är problemet inte överflöd, problemet är vägarna, " förklarar Mehrpour. "Vi hjälper till att låsa upp det som finns där, och vi hjälper till att med precision koppla det som saknas med det som fungerar." Dessutom mäter dess BeCrop Rate-teknologi effekten av mänskligt ingripande och ger en gård ett poängtal av hållbarhet, från D till A-plus.
Valent USA, ett dotterbolag till Tokyo-baserade Sumitomo Co., har arbetat intensivt med hållbarhet under de senaste fem åren när det ser ut att göra sina egna bidrag som ligger i linje med de 17 hållbara mål som utvecklats av FN, säger Mike Riffle, Senior Director of Field Research and Development och en 34-årig veteran från företaget.
"Ett av dessa områden där vi kan ha en direkt inverkan är med våra ogräsmedel, både före- och efter-uppkomst. De möjliggör vissa odlarmetoder som bevarande jordbearbetning", säger han och noterar också att Valents MycoApply mykorrhizasvampar-baserade produktlinje hjälper till att förbättra näringsämneseffektiviteten i förhållande till säsongen, skyddar näringsämneseffektiviteten och torkar under säsongen.
"Det är olyckligt att hållbart har blivit ett modeord på vissa områden", säger han. "Du behöver inte nödvändigtvis säga ordet - många odlare använder redan hållbara metoder, och det finns specifika mätvärden som kan användas för att mäta hållbarhet."
Valent har fyra år in i en 10-årig jordhälsostudie vid dess Midwest Agricultural Research Center i Champaign, Illinois, där man jämför bevarandebearbetning, växtföljd, täckgrödor och mykorrhizasvampar för att avgöra om kol- och jordhälsan förbättras i tomterna.
"Tänket är att, och vi ser det redan, är att du kan förbättra markens hälsa och specifikt förbättra mängden kol som binds genom att använda dessa hållbara metoder," säger Riffle och tillägger: "Om du kan hålla insekter och sjukdomar borta från dina tomater, kan du skörda fler tomater. Det kan låta förenklat, men om du inte har dessa insatser och mer mark behöver du skörda lika mycket."
