Новые данные для оценки баланса питательных веществ в почвах пахотных земель

Рим – Сколько удобрений нужно, чтобы удовлетворить местные и глобальные потребности в продовольственной безопасности за счет производства сельскохозяйственных культур и при этом ограничить вред, наносимый окружающей среде?

Ответ на этот вопрос остается большой проблемой, но эту проблему легче изучать с использованием новых, надежных данных, опубликованных в ФАОСТАТ. Этот новый информационный инструмент создан совместными усилиями Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО) и Международной ассоциации производителей удобрений (МАУ) при участии ведущих ученых и экспертов Центра науки об окружающей среде Мэрилендкого университета, Шведского университета сельскохозяйственных наук, Центра по исследованию сельскохозяйственных и экологических рисков при Мадридском политехническом университете, Ванингенского университета и научно-исследовательского центра, Университета Небраски и Африканского института питания растений.

Их плодотворное партнерство привело к появлению новых данных о балансе питательных веществ в почвах пахотных земель, позволяющих оценить относительную нагрузку на окружающую среду, которую создает внесение удобрений, на основе количеств, необходимых для содействия устойчивому растениеводству.

Баланс питательных веществ в почвах пахотных земель – это новая предметная область крупнейшего в мире портала статистических данных в области продовольствия и сельского хозяйства ФАОСТАТ, которая, являясь глобальным общественным благом, дает государствам‑членам и всем заинтересованным сторонам в агропродовольственных системах мира возможность ознакомиться с гармонизированными данными о производстве, торговле и потреблении, а теперь еще и о потоках азота, фосфора и фосфата – трех основных питательных макроэлементов, которые требуются сельскохозяйственным культурам для здорового развития.

ФАО собирает базовые данные по производству растениеводческой и животноводческой продукции, предоставляемые странами в рамках своих международных обязательств по отчетности, и применяет к ним методы и модели, предоставленные научными организациями – партнерами по проекту, для получения общего набора справочных данных в разрезе стран для временных рядов за 1961–2020 годы, который затем будет ежегодно обновляться. По словам старшего статистика ФАО Франческо Тубиелло, данные ФАОСТАТ представляют собой надежный статистический инструмент, созданный на основе базовых национальных статистических данных для содействия анализу сложных вопросов, связанных с устойчивостью, включая вопрос о потоках питательных веществ, на страновом, региональном и глобальном уровнях.

Баланс питательных веществ в почвах пахотных земель

Баланс питательных веществ в почвах пахотных земель является важным показателем потоков питательных веществ, который может сигнализировать о недостаточном или избыточном использовании сельскохозяйственных ресурсов, а именно трех основных питательных веществ, необходимых для роста растений, в минеральной, химической или органической форме.

В рамках предлагаемого подхода количества минеральных и химических удобрений и навоза, вносимые в почву пахотных земель, суммируются с биологической фиксацией азота (зернобобовые являются прекрасными азотофиксаторами) и накоплением атмосферного азота, а затем из полученного результата вычитается отток питательных веществ, связанный со сбором урожая.

По существу, избыточные нагрузки по питательным веществам в почве (профицит) создают значительные экологическое риски, в том числе выщелачивание в источниках воды и испарение в форме выбросов парниковых газов. С другой стороны, недостаточные нагрузки по питательным веществам (дефицит) часто связаны со снижением урожайности и с выносом питательных веществ из почвы.

Баланс также можно преобразовать в коэффициенты эффективности, показывающие, насколько хорошо сельскохозяйственные культуры усваивают имеющиеся питательные вещества (отношение выноса питательных веществ сельскохозяйственными культурами к совокупным поступлениям питательных веществ). Однако данные показывают, что полученные результаты отражают глубинные проблемы, к решению которых нужно подходить с осторожностью. Например, с виду внушительные уровни эффективности использования на самом деле могут указывать на истощение почвы, то есть неустойчивую ситуацию, при которой недостаточное внесение в почву питательных веществ относительно в целом необходимых уровней производства сельскохозяйственных культур в итоге подорвет перспективы развития растениеводства в будущем.

Некоторые выводы

В масштабах мира в 2020 году в пахотные земли было внесено 85 млн тонн азота, 7 млн тонн фосфора и 12 млн тонн калия, что в четыре раза больше, чем в 1961 году, причем доля, обеспечиваемая синтетическими удобрениями, неуклонно растет. Средние нормы внесения азота, фосфора и калия составили 54, 4 и 7 килограммов на гектар соответственно. По сравнению с 1960-ми годами, эти нормы расхода отражают увеличение в 3,4 раза для азота, сохранение того же уровня для фосфора и сокращение на 36 процентов для калия. Коэффициенты эффективности для всех трех веществ в последние десятилетия растут и в среднем за все это время составляли от 50 до 62 процентов.

Показатели эффективности использования азота в Африке явно свидетельствуют о выносе природных питательных веществ из почвы в результате применяемых методов растениеводства.

Китай и Индия имеют одни из самых высоких показателей профицита азота в мире, тогда как их коэффициенты эффективности находятся ниже среднемирового значения, составляющего 50 процентов. Гораздо меньшие профициты выявлены в Бразилии и Соединенных Штатах Америки, отчасти из-за масштабного выращивания сои, которая, являясь источником природного биологического азота, требует внесения меньшего количества удобрений в этих странах.

Некоторые страны имеют профицит по одному из основных питательных веществ и значительные дефициты по‑другому, включая такие ведущие сельскохозяйственные страны, как Аргентина, Нигерия и Украина. По словам статистика ФАО Натана Ваннера, который участвовал в создании новой базы данных, это может указывать на использование стратегий перебалансирования в зависимости от выбранных сельскохозяйственных культур и приоритетов в сфере удобрений.

Цели по повышению устойчивости сельского хозяйства

Более ясное представление о балансе питательных веществ в почвах пахотных земель может помочь фермерам и директивным органам в определении и оценке методов работы с целью повышения устойчивости сельского хозяйства.

ФАО координирует работу, связанную с показателем достижения цели в области устойчивого развития (ЦУР) 2.4.1, при помощи которого отслеживается доля сельскохозяйственных площадей в продуктивном и устойчивом сельском хозяйстве.

Новые данные о балансе питательных веществ в почвах пахотных земель позволяют выйти за рамки использования элементарных критериев, основанных на нормах внесения удобрений, в качестве упрощенного ориентира. Хотя представители директивных органов могут спорить по поводу компромиссов между использованием удобрений, потребностями в производстве пищевых продуктов и охраной окружающей среды, новые данные обеспечивают более сбалансированный и комплексный подход к пониманию взаимодействия всех компонентов при определении потоков питательных веществ и тем самым позволяют выбрать более полезные стратегии.

ФАО, использующая как базовые статистические данные, так и более сложные данные, участвует в решении непростой задачи по стимулированию и мониторингу устойчивости сельского хозяйства по целому ряду направлений, о чем свидетельствует недавно созданная система PROSA (мониторинг прогресса на пути создания устойчивого сельского хозяйства), учреждение Глобального почвенного партнерства и последние инициативы в области составления карт обеспеченности почв питательными веществами.