Превращение маргинальных сельхозугодий в выгоду для фермеров и экосистем
Исследователи сообщают, что малопродуктивные участки ферм, страдающие от подтопления или плохо удерживающие воду и удобрения, могут стать полезными и потенциально прибыльными, если засадить их многолетними биоэнергетическими культурами, такими как кустарниковая ива и просо прутьевидное. Эти выводы были представлены на ежегодном собрании Геологического общества Америки в Индианаполис.
С 2011 года учёные из Национальной лаборатории Аргонн изучают, как посадки ивы и проса на песчаных, легко пересыхающих землях не только контролируют эрозию, но и поглощают избыток удобрений, предотвращая загрязнение поверхностных и грунтовых вод. Избыток питательных веществ приводит к цветению токсичных водорослей, росту затрат на очистку воды и расширению гипоксической «мёртвой» зоны в Мексиканском заливе.
«Основное внимание уделяется улучшению качества воды», — отметил Джон Куинн из лаборатории в Лемонте, Иллинойс. Но попутно было обнаружено, что ива и травы обладают и другими преимуществами: служат источником биомассы для биотоплива, ресурсом для опылителей и дикой природы, а также предоставляют иные экосистемные услуги.
Команда под руководством Кристины Негри на своём опытном поле площадью 6,5 гектаров в восточно-центральном Иллинойсе выявила маргинальные зоны с помощью карт урожайности кукурузы, GIS и общедоступных данных о почвах и топографии. На этих участках была высажена кустарниковая ива, после чего учёные отслеживали её влияние на почву, почвенные воды, грунтовые воды и растительность, чтобы определить судьбу питательных веществ с полей кукурузы и сои. Также фиксировались изменения в выбросах парниковых газов, разнообразии насекомых и общей биомассе.
Результаты показывают, что с момента посадки в 2013 году ивы значительно снизили концентрации нитратов удобрений в почвенной воде по сравнению с соседними кукурузными полями. «Важное свойство многолетних культур — их способность глубоко укореняться, — пояснил Куинн. — Они могут перехватывать избыточные нитраты от посевов кукурузы. У энергетических трав, в частности, глубокая и волокнистая корневая система».
«Привлекательность этого ландшафтного подхода в том, что он потенциально позволяет решить несколько общественных задач одновременно, тем самым повышая полезную интенсивность землепользования», — сказала Негри. Если учесть преимущества удаления нитратов и потенциального производства биоэнергии (путём сбора и переработки ивы и трав), затраты на внедрение таких посадок могут быть частично компенсированы.
«Это не конкурирует с кукурузой, — подчеркнул Жюль Качо. — Если есть местный рынок биомассы, появляется экономическая выгода. Вы не замещаете сельхозугодья. Вы определяете земли, непригодные для кукурузы и сои. Вы не тратите удобрения впустую». Команда сотрудничает со Службой охраны природных ресурсов USDA, чтобы сделать комплексное землепользование с ивой и травами официальной «лучшей практикой управления», что может создать для фермеров дополнительные финансовые стимулы.