Ученые ищут баланс между урожайностью и защитой окружающей среды

Ученые из Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) Министерства сельского хозяйства США (USDA) завершили исследование, показывающее, что системы непрерывного земледелия могут лучше поддерживать урожайность, одновременно снижая выбросы парниковых газов (ПГ) в полузасушливых регионах.

Исследователи оценили влияние трех долгосрочных (34-летних) систем сухого земледелия на выбросы ПГ и урожайность в северных Великих равнинах США. Целью было оценить усовершенствованные системы, такие как непрерывное земледелие (ежегодное выращивание культур без летнего пара), по выбросам ПГ и устойчивой урожайности в засушливых условиях.

"Исследование показало, что долгосрочные системы no-till с непрерывным земледелием могут снизить выбросы ПГ, поддерживая урожайность, по сравнению с традиционной системой парования с обычной обработкой почвы", — объяснил ведущий ученый Упендра М. Сайнджу.

Определенные системы земледелия и использование азотных удобрений увеличивают общие выбросы N2O (закись азота) и CH4 (метан), на которые приходится около 10% от общего объема выбросов ПГ в сельскохозяйственном секторе.

Методы и результаты исследования

Ученые изучили три системы сухого земледелия, действовавшие 34 года:

  1. No-till с непрерывной яровой пшеницей.
  2. No-till севооборот пшеница-горох.
  3. Традиционная обработка с паром (пшеница-пар).

В период с 2012 по 2019 год измерялись выбросы N2O и CH4 и анализировались темпы секвестрации углерода. С 2016 по 2018 год оценивались урожайность, баланс ПГ и баланс ПГ, отнесенный к урожайности.

Ключевой вывод: системы no-till с непрерывным земледелием снизили чистый баланс ПГ на 66–149% по сравнению с системой с парованием и традиционной обработкой.

Оптимальная система

Ученые отметили важный нюанс:

"Хотя система no-till с непрерывным выращиванием небобовых культур увеличила секвестрацию углерода и снизила баланс ПГ, она снизила урожайность из-за усиления давления сорняков, вредителей и повышения кислотности почвы по сравнению с севооборотом бобовые-небобовые.

Поэтому no-till севооборот бобовые-небобовые является идеальной системой для повышения урожайности и снижения выбросов ПГ в условиях сухого земледелия северных Великих равнин США".

Исследование опубликовано в Journal of Environmental Quality.

2024-09-19