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.
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.
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.
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.
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.