Многолетние злаки могут сыграть ключевую роль в борьбе с изменением климата

По мере того, как проблема изменения климата приобретает все более серьезный характер, ученые стали уделять повышенное внимание почве. Дело в том, что раньше, прежде чем лесные и луговые почвы были расчищены и стали использоваться для возделывания сельскохозяйственных культур, они содержали большое количество углерода. Обработка земли привела к его высвобождению. В настоящее время исследователи Института земли (США, штат Канзас) прилагают значительные усилия с целью выяснить, как вернуть хотя бы часть углерода обратно.

По мнению президента Института земли Фреда Иутци, уровень углерода в почве снизился примерно вдвое в первые несколько десятилетий с момента начала возделывания сельхозкультур в прерии. В отдельных местах его содержание сократилось до одной третьей.

Снижение уровня углерода в земле восходит к тому времени, когда фермер впервые вспахал девственную почву, но только в последние пару десятилетий это движение набрало обороты среди фермеров и исследователей, пытающихся изменить ситуацию. Тем не менее, существует серьезное препятствие: значительные территории, занятые однолетними культурами, которые необходимо сажать заново каждый год. Несмотря на то, что однолетние растения отлично подходят для выращивания семян (обычно это часть растения, которую мы едим), они не так хороши в удержании углерода в почве. Откровенно говоря, это их слабая сторона.

Институт земли пытается решить эту проблему, выращивая многолетние злаки: культуры, которые из года в год появляются сами по себе. Конечно, до выведения коммерческого сорта еще очень далеко. Однако, учитывая, что на увеличение урожайности кукурузы с 25 до 170 бушелей с 1 акра ушло порядка 80 лет, вполне разумно будет потратить пару десятилетий, дабы наверстать упущенное.

Одним из главных преимуществ многолетних злаков является их корневая система. Она более развита, чем у однолетних культур. Корни выполняют ряд функций. Во-первых, они позволяют растению получать воду и питательные вещества из более глубоких слоев почвы, чем это могут делать однолетники. Во-вторых, они способствуют созданию такой структуры почвы, которая помогает обитающим в земле существам передвигаться. Их огромное преимущество в борьбе с изменением климата состоит в том, что они вносят органическое вещество (которое на 58% состоит из углерода) на значительную глубину, где оно, вероятно, задержится.

Для сравнения: у однолетних культур большая часть биомассы находится над землей. И хотя во многих регионах страны стало принято оставлять на земле те части растений (листья и стебли), которые не собирают при уборке урожая, дабы они возвращали свой углерод в почву (и сохраняли влажность в процессе), надземное органическое вещество с меньшей вероятностью будет успешно внедрено в почву.

По части здоровья почвы и секвестрации углерода многолетние культуры превосходят однолетние. Однако все же есть одна досадная проблема – их урожайность!

Одним из злаков, которому пророчат большое будущее, является кернза (Kernza). Её часто называют многолетней пшеницей, но на самом деле она является родственником пшеницы, именуемым пырей средний. Она стала эталонной культурой для многолетних злаков, поскольку фактически возделывается в нескольких местах. Тем не менее, её урожайность примерно в четыре раза уступает урожайности пшеницы. На данный момент никто не считает кернзу жизнеспособным коммерческим продуктом. И, хотя урожайность, безусловно, улучшится, поскольку ученые продолжают работать над этим вопросом, еще неизвестно, достигнет ли она нужного уровня, чтобы конкурировать с однолетними злаками. С точки зрения вкуса, кернза очень хороша, но ничем не примечательна. Тем не менее, некоторые шефы в США вводят блюда из нее в меню своих ресторанов. Также она используется в производстве пива.

Сотрудники Интститута земли также работают и над другими зерновыми культурами. На данный момент самой большой победой является многолетний рис, который засеян на нескольких тысячах акров на юго-западе Китая. Его урожайность сопоставима с другими местными сортами, а иногда и превышает их. Также есть сорго, которое не является значимой культурой в США, но важна для некоторых частей Африки, где сорта многолетнего сорго могут фактически повысить урожайность.

Очевидно, что подготовить данные культуры в прайм-тайм будет нелегко. То, что делает многолетние злаки такими полезными для почвы – они отдают примерно половину своей силы тому, что находится под землей – одновременно препятствует росту их урожайности. Идея того, что можно иметь и крепкую корневую систему, и большое количество крупных семян выглядит довольно сомнительно. Однако, если во время «зеленой революции» селекционерам удалось добиться более высокой урожайности у однолетних культур, то значит и многолетние обладают аналогичным потенциалом.

Урожайность – не единственное препятствие для коммерциализации многолетних злаков. Когда вы предполагаете, что культура будет находиться в земле от трех до десяти лет, тем самым теряете возможность осуществлять севооборот. А это ключевой инструмент в борьбе с вредителями и обеспечении здоровья почвы. Поэтому специалисты придерживаются мнения, что многолетние культуры нужно сажать в междурядьях с бобовыми растениями.

Для восстановления почвы сотрудники Института земли предлагают использовать разнообразие прерий в качестве модели, ведь именно эта яркая смесь многолетних трав создала богатую углеродом почву на данной территории. Многолетняя система соседствующих культур с глубокими корнями может укрепить здоровье почвы, изолировать углерод, уменьшить эрозию и обеспечить гостеприимный дом для микроорганизмов, которые иногда не появляются в почве до тех пор, пока она остается нетронутой в течение нескольких лет.

По мнению ученых, данную подсказку, заимствованную из природной экосистемы, следует использовать не потому, что она соответствует понятию естественности, а поскольку в данном случае природа проделала действительно хорошую работу.