Для значимого роста урожаев за счёт органического углерода в почвах нужны новые технологии
Увеличение содержания органического углерода в почвах позиционируется как способ борьбы с изменением климата и повышения плодородия почв и урожайности. Однако новое исследование показывает, что ожидаемый прирост урожайности в глобальном масштабе при использовании нынешних технологий и оптимальных практик управления был бы незначительным.
Ключевые выводы:
- При текущих подходах увеличение почвенного органического углерода повысило бы мировое производство сельхозкультур лишь на 0,7%.
- Регионы с низкой продовольственной безопасностью (например, Африка к югу от Сахары) могли бы получить больше выгод от такого повышения, если бы удалось поднять уровень углерода выше, чем позволяют современные методы.
- Для этого потребуются новые стратегии, ещё не получившие широкого распространения, такие как перераспределение углерода в форме биоугля (биочара).
Потенциал и ограничения
Исследование, опубликованное в Nature Geoscience, основано на данных полевых испытаний в Китае (2005–2013 гг.) с участия 13 662 участков и 66 593 обработок по трём основным зерновым культурам: кукурузе, пшенице и рису. Учёные использовали машинное обучение для экстраполяции результатов на почвы по всему миру.
- Текущий предел: Содержание органического углерода повышает урожайность каждой культуры только до определённого предела, после чего дополнительного эффекта нет.
- Потенциальный максимум: Если будущие технологии смогут довести уровень углерода в почвах до оптимума, глобальное производство трёх ключевых культур могло бы вырасти на 4,3% (это эквивалентно пропитанию дополнительных 640 миллионов человек).
Необходимость новых решений
«Распространённое мнение о том, что накопление органического углерода в почвах принесёт большие дополнительные выгоды для продуктивности сельского хозяйства, ошибочно», — отмечает соавтор работы Доминик Вулф.
Учёные подчёркивают, что для стимулирования фермеров к секвестрации углерода нужны отдельные механизмы, а не только расчёт на окупаемость за счёт урожая.
Возможные новые технологии:
- Глубококорневые многолетние культуры.
- Биотехнологии (например, сорта кукурузы, которые переводят больше углерода в почву).
- Биоуголь — твёрдый продукт, богатый углеродом, получаемый путём частичного сжигания биомассы без доступа кислорода. Его ключевое преимущество — возможность производства в одном месте и транспортировки на сельскохозяйственные поля.
Важное замечание: Данные были получены в условиях оптимального управления (удобрения, пестициды). Влияние почвенного углерода на урожайность в странах с дефицитом продовольствия, но без доступа к таким ресурсам, остаётся неясным.