Designed by Freepik
Эти поля включены в имитационную модель и проанализированы по трем климатическим сценариям с акцентом на азотную подкормку, поскольку ученые пришли к выводу, что именно доступность азотных удобрения будет определять продуктивность пшеничных полей в обозримом будущем.
Не всегда легко найти нужное количество удобрений для посевов пшеницы. Если внести слишком мало, оно будет полностью израсходовано, но урожай не раскроет весь свой потенциал. А если внести слишком много, урожай будет хорошим, но растущие зерновые не потребят все удобрения. Избыточный азот попадет в окружающую среду и нанесет ущерб экосистемам и климату. Вместе с тем пшеница необходима для продовольственной безопасности.
Сентхольд Ассенг, профессор цифрового сельского хозяйства в Мюнхенском техническом университете (TUM), Пьер Мартр из научно-исследовательского института развития сельского хозяйства, питания и окружающей среды Франции (INRAE) и вместе с коллегами исследовали новые сорта пшеницы, которые все еще находятся на экспериментальной стадии. Результаты были опубликованы в Nature Plants.
Команда использовала данные с пяти экспериментальных полей, представляющих мировые регионы производства пшеницы с особенно высокой урожайностью.
Поля были включены в имитационную модель с другими полями и проанализированы по трем климатическим сценариям: сегодняшние климатические условия и глобальное потепление на 1 градус Цельсия и 4,8 градуса Цельсия. Результаты показывают урожайность, которую можно ожидать от тестируемых сортов при внесении различных количеств азотных удобрений.
Показано, что новые сорта пшеницы достигают урожайности на 16 процентов выше в текущих климатических условиях, чем те, которые используются сейчас, если применяются те же количества удобрений. Благодаря улучшенному использованию азота, т. е. большей эффективности азота, экологический след уменьшается.
Вместе с тем, общая потребность в азоте увеличится в ходе глобального потепления, если будет достигнут полный потенциал урожайности растений, хотя новые сорта все равно будут использовать азот более эффективно, чем текущие сорта.
Исследователи заключают, что новые сорта пшеницы превосходят существующие в важных отношениях и могут способствовать продовольственной безопасности при адекватном внесении азота.
«Нужно учитывать, что азот может быть дорогим ресурсом. Поэтому, хотя большее использование удобрений может быть лучшим для урожая, остаются вопросы доступности азотных удобрений для производителей по всему миру и растущая стоимость этого ресурса, которая в итоге будет перенесена на потребителей», отмечено в работе.
«Мы рекомендуем использовать сорта, протестированные в модели, в селекционных программах. С улучшенной селекцией мы можем закрыть продовольственный разрыв на ближайшие 20-30 лет. Но одних новых сортов будет недостаточно для примирения противоречивых целей глобальной продовольственной безопасности, защиты окружающей среды и экономической эффективности. Нам нужен системный подход, учитывающий методы сельскохозяйственной науки, экологические аспекты, социально-экономические факторы и политиков», — заключил Сентхольд Ассенг.