Согласование агропроизводства, экономии воды и сохранения почв

Неожиданно было обнаружено, что некоторые культуры, такие как кукуруза или рапс, могут действовать как поглотители углерода, извлекая CO₂ из атмосферы. Однако другие, такие как подсолнечник и силосная кукуруза, являются источниками углерода. Таковы основные выводы исследования, проведенного командой из Центра космических исследований биосферы (CESBIO). В течение семи лет ученые измеряли потоки углерода и воды на двух экспериментальных полевых участках. Их результаты показывают, что воздействие сельского хозяйства на окружающую среду можно снизить за счет правильных агроприемов, что позволяет согласовать экологические и агрономические цели. Работа была опубликована в журнале Agricultural and Forestry Meteorology 15 января 2013 года.

Водопотребление культуры и ее способность к секвестрации углерода в почве стали ключевыми критериями устойчивого сельского хозяйства. Исследователи CESBIO измерили эффективность использования воды и углерода для трех основных европейских культур: пшеницы, силосной кукурузы и подсолнечника. Они выбрали два участка во французских департаментах Жер и Верхняя Гаронна, оснастив их приборами для измерения агрономических и метеорологических переменных, а также потоков CO₂ и воды между атмосферой и агроэкосистемой.

Для оценки «баланса» воды и углерода были рассчитаны два индекса. Первый, традиционный агрономический индекс, анализировал количество произведенной и вывезенной биомассы на единицу потребленной воды. Второй, инновационный экологический индекс, измерял количество углерода, потерянного или захваченного на участке, на единицу потребленной воды, учитывая чистый поток CO₂, импорт углерода с органическими удобрениями и экспорт с урожаем. Этот индекс определял, является ли культура поглотителем или источником углерода. Анализы проводились в течение нескольких лет с учетом периодов, когда почва была незасеянной.

С агрономической точки зрения, выращивание силосной кукурузы дает наибольшую отдачу, производя до 1,3 грамма углерода на литр потребленной воды, против 0,65 грамма для пшеницы и 0,2 грамма для подсолнечника. Однако с экологической точки зрения, пшеница с более длинным циклом захватывает больше углерода в почве, секвестрируя до 1 грамма углерода на литр воды. В отличие от нее, подсолнечник и силосная кукуруза (с коротким циклом) имеют отрицательный баланс: они обедняют почву углеродом и становятся чистыми источниками парниковых газов.

Эта работа демонстрирует, что правильные агроприемы (выбор культур, использование промежуточных культур, мульчирование и т.д.), методы производства и, в конечном счете, пищевые привычки позволяют снизить экологический след сельского хозяйства.

Исследователи планируют изучить, как на эти индексы влияет внедрение промежуточных культур (горчица, конские бобы и др.) между основными культурами. Вероятно, эта практика увеличит захват CO₂, но снизит доступность водных ресурсов для последующих культур. Эти гипотезы будут проверены в рамках европейских проектов GHG-Europe и ICOS, направленных на долгосрочное понимание глобального цикла углерода и выбросов парниковых газов от разных типов растительного покрова в Европе.