Возможно, из-за отсутствия дымовых труб, излучающих дым, вклад мировых ферм в изменение климата кажется каким-то незначительным. Но на сельское хозяйство приходится 26% всех выбросов парниковых газов. Тракторы, работающие на дизельном топливе, выделяют из выхлопных газов углекислый газ (CO₂). Удобрения, внесенные на поля, производят закись азота. А крупный рогатый скот производит метан из микробов в кишечнике.
Даже обработка почвы – измельчение ее с помощью плугов и другой техники – подвергает захороненный в почве углерод воздействию кислорода воздуха, позволяя микробам преобразовывать его в CO₂. Фермеры обычно делают это перед посевом сельскохозяйственных культур, но что, если бы они могли избежать этого шага?
В недавно опубликованном исследовании, проведенном на фермах по всей Великобритании, мы обнаружили, что альтернативный подход, называемый земледелием с нулевой обработкой почвы, который не нарушает почву и вместо этого предполагает размещение семян в просверленных ямах в земле, может сократить выбросы парниковых газов от растениеводства почти на в-третьих, увеличить количество углерода в почве.
Что, если бы существовал способ лучше подготовить почву для посева сельскохозяйственных культур?
Аккуратные ряды рыхлой почвы на вспаханных полях могут показаться неизбежной частью сельского хозяйства, но беспахотное земледелие уже стало довольно популярным в других частях мира, особенно в США .
Для просверливания небольших семенных ям требуется всего одна машина, и она проезжает по полю только один раз. По сравнению с традиционными методами, когда фермеры используют различное оборудование для обработки почвы, боронования, посева и закрепления семян, количество нарушенной почвы при нулевой обработке почвы очень мало.
Прямой посев не повреждает «стерню» предыдущих культур.
Обработка почвы в обычном сельском хозяйстве создает большие воздушные карманы, которые заполняются кислородом, побуждая микробы превращать углерод в почве в CO₂. Мы сравнили почву на возделываемых фермах с полями, подготовленными с использованием метода нулевой обработки почвы, путем сканирования их с помощью рентгеновских лучей – тот же метод, который используется в больницах для исследования сломанных костей.
На полях без обработки почвы было меньше и меньше воздушных карманов, поэтому они производили меньше CO₂. Большинство этих очагов образовалось в результате роения земляных червей и корней, которые процветали в отсутствие плугов и других инструментов, нарушающих почву. Тем не менее, было достаточно пор, чтобы позволить почве хорошо стекать и позволить корням расти глубже в поисках воды – важное дополнительное преимущество, поскольку засухи учащаются в условиях изменения климата.
Обычно обрабатываемые почвы имеют больше воздушных карманов, в которых образуется CO2.
Сохраняя избыток кислорода в почве и от микробов, которые там живут, беспахотное земледелие гарантирует, что углерод, который накапливается, когда растения умирают и разлагаются, остается захороненным под землей. Изученные нами фермы, которые использовали метод нулевой обработки почвы, со временем накапливали больше углерода в своей почве, и чем дольше почвы оставались нетронутыми, тем больше углерода накапливалось.
Понятно, что ненарушенные почвы выбрасывают в атмосферу меньше CO₂. Но микробы в почве сельскохозяйственных угодий также могут генерировать метан и закись азота, и эти газы могут быть еще хуже для климата. Метан более чем в 20 раз эффективнее удерживает тепло в атмосфере, чем CO, а закись азота примерно в 300 раз эффективнее.
В нашем исследовании мы объединили измерения всех трех парниковых газов от традиционно обрабатываемой почвы и полей, обрабатываемых с использованием метода нулевой обработки почвы. Мы обнаружили, что последний произвел на 30% меньше выбросов в целом, причем наибольшее сокращение наблюдалось на фермах, которые использовали нулевую обработку почвы дольше всего – около 15 лет.
Отсутствие обработки почвы имеет и другие преимущества, особенно для фермеров, поскольку требуется меньше подготовки. Это может значительно снизить количество сжигаемого дизельного топлива фермам, поскольку фермерам требуется меньше тяжелой техники. Это означает меньшие затраты в целом.
Просверливание ям в почве перед посадкой семян имеет давнюю историю в сельском хозяйстве.
Несмотря на эти преимущества, фермеры в Великобритании и по всей Европе не торопятся переходить на нулевую обработку почвы. Недавнее исследование показало, что в настоящее время таким образом обрабатывается всего 7% пахотных земель в Англии. Когда мы спросили фермеров, многие заявили, что их оттолкнула первоначальная стоимость покупки сеялки прямого высева. Некоторые были обеспокоены тем, что переключение приведет к снижению урожайности по сравнению с их проверенными методами.
Фермы, использующие метод нулевой обработки почвы, могут поначалу производить меньше корма, если семена с трудом прорастают в более твердой, менее насыщенной кислородом, необработанной почве. Это может быть проблемой в первые годы использования беспахотной обработки почвы. Но данные свидетельствуют о том, что дождевые черви и корни могут помочь восстановить естественную структуру почвы, что со временем уменьшит эти проблемы. Одно исследование не обнаружило устойчивых различий в урожайности в течение первых десяти лет после того, как ферма перешла на нулевую обработку почвы.
Такой сдвиг в пределах досягаемости для сельскохозяйственного сектора в Европе, где метод нулевой обработки почвы по-прежнему малопригоден, поскольку эта технология была хорошо апробирована в других странах. Если правительства смогут побудить фермеров перейти на беспахотное земледелие, у наших почв появится шанс восстановить свои естественные функции и удерживать углерод на десятилетия.