Около 50% доступного для почвы фосфора поступает из минудобрений

АГРАРИИ РФ

Использование фермерами минеральных фосфорных удобрений значительно повысило плодородие почвы и, соответственно, урожайность. Однако эти удобрения производятся из фосфатов — невозобновляемых ресурсов, которые распределены по Земле неравномерно.

Исследователи из INRAE и Bordeaux Sciences Agro смоделировали для каждой страны долю доступного для почвы фосфора, полученного в результате использования минеральных удобрений. Они также изучили изменения этих показателей с течением времени, начиная с середины 20 века.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Geoscience, показывают, что в 2017 году около 50% доступного для почвы фосфора в сельскохозяйственных системах мира поступает в результате использования минеральных удобрений. Однако эти глобальные данные скрывают значительные различия между регионами. В то время как Западная Европа, Северная Америка и Азия находятся на уровне выше 60%, Южная Америка и Африка — около 40% и 30% соответственно. Этот вывод подчеркивает, что сельскохозяйственные системы чрезвычайно зависимы от минеральных фосфорных удобрений. Исследование подчеркивает важность ускорения агроэкологического перехода в Северном полушарии, страны которого должны сохранить приобретенное плодородие почвы и улучшить поступление в почву сельскохозяйственных и городских стоков. Оставшиеся ресурсы фосфатного сырья должны быть переданы, по мнению ученых, странам Южного полушария, особенно африканским странам, почвы которых по-прежнему испытывают дефицит фосфора, что ограничивает сельскохозяйственное производство.

С 1950-х годов использование минеральных удобрений повысило доступность фосфора в почве и, соответственно, урожайность сельскохозяйственных культур. Однако эти удобрения создаются путем добычи и химической переработки фосфатов — невозобновляемых природных ресурсов, которые неравномерно распределены по всему миру. Например, 70% фосфатов находится в Марокко, в то время как в Европе их практически нет. Кроме того, при переработке фосфата выделяется большое количество загрязняющих веществ. Исследователи сходятся во мнении, что при нынешних темпах добычи мы, вероятно, достигнем пика фосфора (точка максимального производства ресурса) к 2050 году. Это, вероятно, приведет к росту цен на удобрения и усилению геополитической напряженности. На этом фоне важно выяснить, как прошлые и нынешние модели использования минеральных фосфорных удобрений повлияли на зависимость современных сельскохозяйственных систем от этого ограниченного ресурса.

Поэтому ученые из INRAE и Bordeaux Sciences Agro решили количественно определить процент доступного для почвы фосфора, который поступает из минеральных удобрений, определяемый как антропогенная сигнатура фосфора в почве. Они разработали метод моделирования доступного для почвы фосфора в сельскохозяйственных системах по всему миру для периода с 1950 по 2017 год. При этом использовались данные о запасах доступного фосфора в почве, урожайности сельскохозяйственных культур, использовании минеральных удобрений, поголовье скота и международной торговле.

Распределение фосфора по регионам мира

В глобальном масштабе антропогенное содержание фосфора составляет около 47% (±8%), что говорит о том, что в настоящее время примерно половина фосфорного плодородия почвы обусловлена использованием минеральных удобрений. Этот результат отражает интенсификацию сельскохозяйственных систем, которая произошла во всем мире. Действительно, многие страны с 1950-х годов в значительной степени полагаются на синтетические удобрения.

Эта работа подчеркивает сильные пространственные и временные различия в зависимости разных стран от минеральных фосфорных удобрений. Антропогенные сигнатуры фосфора резко возросли в Западной Европе и Северной Америке с 1950-х годов и превысили 60% в 2017 году. С 1970-х годов в западноевропейских странах сигнатуры вышли на плато благодаря сокращению использования минеральных удобрений. Навоз скота помог частично удовлетворить потребности в фосфоре. В Азии сигнатуры начали расти в 1970-х годах, когда страны этого региона пережили «зеленую революцию», подпитываемую огромным количеством минеральных удобрений. В настоящее время сигнатуры азиатских стран догнали и превзошли сигнатуры западноевропейских стран. Этот рост продолжается, что обусловлено сильной зависимостью от минеральных фосфорных удобрений. В 2017 году сигнатцры стран Южной Америки и Восточной Европы были ниже — около 40%. Наконец, в странах Африки и Океании сигнатуры были ниже 30%, что отражает их более ограниченное историческое использование минеральных удобрений.

Устойчивое управление фосфатами

Ученые подчеркивают, что многие страны мира чрезвычайно зависят от минеральных фосфорных удобрений для обеспечения уровня сельскохозяйственной продуктивности. Полученные результаты вызывают опасения, что сельскохозяйственные системы могут столкнуться с проблемой прекращения зависимости от этого невозобновляемого ресурса. Они также подчеркивают глубокое неравенство в нынешнем распределении фосфатов. Страны, которые очень рано приняли интенсивные сельскохозяйственные системы, такие как страны Западной Европы и Северной Америки, значительно увеличили уровень доступного для почвы фосфора за счет массового использования минеральных фосфорных удобрений. Теперь эти страны должны поддерживать и повышать приобретенное плодородие с помощью различных стратегий, включая улучшенную переработку ресурсов. Они также должны ускорить агроэкологический переход, внедряя различные смешанные системы земледелия и животноводства, снижая эрозию почвы и утилизируя городские стоки. В отличие от них, африканские страны исторически имели ограниченный доступ к минеральным фосфорным удобрениям, несмотря на то, что их почвы часто испытывают острый дефицит фосфора, что ограничивает производство продовольствия и сельскохозяйственной продукции. Оставшиеся ресурсы фосфора должны быть справедливо распределены, уделяя первоочередное внимание странам с наибольшими потребностями, чтобы способствовать глобальной продовольственной безопасности.

Альтернативы минеральным удобрениям

Некоторые страны, например, Франция, накопили большое количество доступного для почвы фосфора. Теперь они должны стремиться значительно сократить использование минеральных удобрений. На самом деле урожайность не обязательно пострадает от отсутствия удобрений, поскольку культуры могут использовать запасы доступного фосфора в почве, в зависимости от типа почвы. Примечательно, что в севообороте такие виды, как белый люпин или гречиха, могут высвобождать фосфор, химически связанный с почвой, повышая его доступность для других культур. Кроме того, эти страны должны срочно принять меры по сохранению приобретенного ими фосфорного плодородия почвы. В частности, они могут ограничить эрозию почвы, используя покровные культуры или реинкорпорируя живые изгороди в сельскохозяйственные ландшафты, а также улучшить переработку органических веществ, включая сточные воды животноводства и осадок очистных сооружений.

На фото вверху: растения с признаками фосфорного голодания

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Читайте также

Back to top button