Более устойчивое сельское хозяйство за счет глобального перераспределения азотных удобрений
Производство достаточного количества пищи для растущего населения планеты приводит к чрезмерному удобрению и повышению концентрации азота в сельском хозяйстве, что негативно влияет на население, климат и экосистемы.
Однако, согласно моделям исследователей из Карлсруэского технологического института (KIT), современное производство зерновых можно сохранить при гораздо меньшем глобальном потреблении удобрений, если азотные удобрения будут использоваться более равномерно на мировых пахотных землях. Результаты опубликованы в Communications Earth & Environment.
Около 60% мирового потребления азотных удобрений в настоящее время используется для выращивания таких культур, как кукуруза, пшеница или рис. Эти растения нуждаются в азотных удобрениях для роста и получения больших урожаев. Однако большие количества удобрений попадают в почву и грунтовые воды или выбрасываются в атмосферу в виде закиси азота (N2O). Это загрязняет окружающую среду, способствует потере биоразнообразия, изменению климата и разрушению озонового слоя.
Эта проблема особенно остра в крупных районах возделывания в Северной Америке, Европе и Восточной Азии, где используются сравнительно большие количества азотных удобрений. Исследователи KIT смоделировали эффект глобального перераспределения использования азотных удобрений. Они симулировали различные количества удобрений в разных местах и рассчитали общее производство кукурузы, пшеницы и риса в период с 2015 по 2030 год с помощью биогеохимической модели LandscapeDNDC.
Уровень производства зерна можно сохранить при гораздо меньшем глобальном использовании удобрений
Модели показывают, что мировое потребление азотных удобрений можно сократить на 32% за счет более равномерного распределения, не затрагивая текущий уровень производства зерна. Для этого азотные удобрения необходимо перераспределить из традиционных районов возделывания в Китае, Северной Америке и Европе в менее используемые регионы, такие как Африка к югу от Сахары.
Тогда увеличение производства в этих регионах компенсирует снижение производства в других. В результате использование азотных удобрений для производства пшеницы и кукурузы сократится на 45% и 33% соответственно, без влияния на мировые объемы производства. Кроме того, вымывание нитратов сократится на 71% для пшеницы и 63% для кукурузы.
Более равномерное распределение азотных удобрений по мировым пахотным землям снизит зависимость от существующих «житниц» и уменьшит загрязнение азотом в Восточной Азии и других сильно удобряемых регионах. Другим преимуществом станет возможность выращивать культуры ближе к месту их потребления. Увеличение урожаев в Африке поможет континенту достичь самообеспеченности.