Эксперименты, поставленные учеными из Лондонского университета королевы Марии и Королевского ботанического сада, показывают, что во всем мире впустую расходуется огромное количество фосфора при выращивании пшеницы.
Об этом пишет agroxxi.ru ссылаясь на релиз Queen Mary University of London.
Хотя интенсификация сельского хозяйства за счет применения все большего количества удобрений обычно приводила к повышению урожайности с гектара для многих культур (например, пшеницы, риса, кукурузы и сои) по всему миру, в последние годы урожайность замедлялась, стагнировала или даже снижалась для некоторых культур в зависимости от места их выращивания.
Такие наблюдения, возможно, удивительны, учитывая, что применение удобрений увеличилось в четыре раза с 1965 года, при этом в 2021 году во всем мире было использовано 109 миллионов метрических тонн азота (N) и 48 миллионов метрических тонн фосфора (P) (Международная ассоциация производителей удобрений, 2023.
Кроме того, примечательно, что типичное массовое соотношение, при котором применяются основные питательные вещества азота (N) и фосфора (P), также возросло с массового соотношения N:P ~1:2 в 1965 году до ~2:3 в 2021 году (Международная ассоциация производителей удобрений, 2023), несмотря на то, что оба соотношения очень богаты P по сравнению с растительными тканями.
Учитывая, что азотные и фосфорные удобрения являются основной и растущей статьей расходов для фермеров и потребителей, способствуют образованию парниковых газов (как при их производстве, так и при снижении содержания углерода в почве) и приводят к стоку, наносящему ущерб экосистемам, крайне важно, чтобы они применялись на соответствующем уровне и в соотношении N:P. Это оптимизирует их воздействие на урожайность и обеспечит продовольственную безопасность, одновременно минимизируя их негативное воздействие на окружающую среду.
Пшеница является одним из важнейших видов сельскохозяйственных культур, используемым как для потребления человеком, так и в качестве корма для скота. Огромное мировое производство пшеницы было достигнуто за счет применения удобрений, так что только на производство пшеницы уходит 18,2% мирового запаса N. До сих пор большинство исследований, направленных на повышение эффективности использования питательных веществ N и P, были сосредоточены, например, на селекции для увеличения соотношения корней и побегов, корректировке типа и способа внесения удобрений или улучшении усвоения N или P, например, путем увеличения экспрессии транспортеров фосфата.
Команда исследователей из Лондонского университета королевы Марии и Королевского ботанического сада в своей работе, опубликованной в журнале «Продовольственная и энергетическая безопасность», сосредоточила внимание на том, как соотношение вносимых азота и фосфора влияет на эффективность производства биомассы и семян.
«Изучая растения пшеницы, выращенные в горшках, мы установили, что пшеница использует азотные и фосфорные удобрения в соотношении 21 атом азота на один атом фосфора, то есть азот и фосфор в соотношении 21:1, и любой азот или фосфор вне этого соотношения тратится впустую, поскольку не повышает урожайность пшеницы. Эта закономерность, вероятно, применима ко всем культурам.
В настоящее время глобальное использование удобрений имеет соотношение N:P от 2,1:1 до 4,3:1, что значительно превышает оптимальный уровень. Эти отходы накапливаются в почвах и водоемах, нанося вред окружающей среде и увеличивая расходы для фермеров и потребителей. При этом, в отличие от азота, фосфор является конечным ресурсом. Если эти выводы верны для сельского хозяйства, резкое сокращение потребления фосфора может принести пользу фермерам, окружающей среде и обществу без ущерба для урожайности», - рассказывает профессор Эндрю Лейтч из Лондонского университета королевы Марии.
Профессор Марк Триммер из Лондонского университета королевы Марии добавил: «Сток удобрений опустошает нашу окружающую среду. Сокращение выбросов фосфора может значительно улучшить биоразнообразие и здоровье экосистемы, не влияя на производство сельскохозяйственных культур».
Доктор Илья Лейтч из Королевских ботанических садов Кью прокомментировал: «Сорок пять процентов видов цветковых растений находятся под угрозой. Избыток удобрений является основным фактором. Наше исследование может помочь фермерам сократить использование удобрений, экономя деньги и заботясь об окружающей среде».
Современные композитные удобрения обычно поставляются с гораздо более высоким содержанием P, чем соотношение 21N:1P, что потенциально приводит к огромным глобальным потерям P, конечного ресурса, со всеми сопутствующими расходами для фермера, потребителя и окружающей среды, заключили исследователи.
