Оптимизация внесения азота для устойчивого производства риса в Китае
Управление азотными ресурсами в рисоводстве критически важно для решения двойной задачи: обеспечения продовольственной безопасности и сохранения качества окружающей среды. В регионах, где преобладают мелкие фермерские хозяйства, существует значительная вариабельность урожайности между полями.
Единые рекомендации по оптимизации азотных удобрений могут привести к колебаниям урожая и экономическим рискам для мелких ферм. Поэтому вовлечение миллионов мелких хозяйств в сокращение внесения азота представляет серьёзную проблему. Необходим анализ рисков, учитывающий как производственные, так и экологические последствия оптимизации.
В исследовании, опубликованном в Nature, международная команда учёных под руководством профессоров Чжао Сюй и Янь Сяоюаня из Института почвоведения Китайской академии наук (ISSCAS) предложила стратегию оптимальной нормы азота с использованием новых субрегиональных моделей. Анализ интегрировал социальные, экономические и экологические выгоды от использования удобрений. Учёные также оценили риски потери урожая у мелких фермеров на основе обширного набора данных полевых исследований.
Ключевые выводы:
- Достижение национальных целей по производству риса к 2030 году в Китае возможно при стратегии оптимальной нормы азота.
- Одновременно можно сократить общенациональное потребление азота на 10%–27%.
- Потери реактивного азота могут быть снижены на 7%–24%.
- Эффективность использования азота может быть повышена на 30%–36%.
- Загрязнение реактивным азотом от рисовых систем можно удержать в рамках предложенных экологических порогов, не ставя под угрозу запасы азота в почве или экономическую выгоду мелких фермеров.
Предлагаемый подход к внедрению:
Для реализации ежегодно пересматриваемой субрегиональной стратегии норм азота учёные предлагают:
- Создание общенациональной масштабной сети мониторинга отклика урожая на внесение азота и интеллектуальной системы поддержки решений по «контролю азота».
- Введение системы квот на азотные удобрения с поощрениями и субсидиями для всех фермеров, оптимизирующих использование азота.
Цитаты исследователей:
- Проф. Чжао Сюй (ISSCAS): «Этот подход направлен на снижение пространственной и временной неоднородности полей, повышение точности и применимости оптимизированного внесения азота, снижение стоимости распространения технологий... и максимизацию региональных выгод».
- Янь Сяоюань (ISSCAS): «Наше исследование может обеспечить предпочтительную азотную стратегию для каждого региона на основе баланса между экономическим риском и экологической выгодой».