За 60 лет углеродные выбросы от производства зерна выросли в восемь раз

С 1961 года выбросы от производства пшеницы, риса и кукурузы выросли с 400 миллионов до 3,3 миллиарда тонн эквивалента углекислого газа в год. Почти все они связаны с вспашкой (порядка 70 процентов) и внесением удобрений (порядка 30 процентов). Самый резкий скачок в карбоноемкости произошел у риса, но максимальным потенциалом глобального потепления обладает зерно, выращенное в России и Украине. Статья опубликована в Nature Climate Change.

За последние 60 лет население планеты удвоилось, и прокормить его стало возможным благодаря Зеленой революции. Интенсивное сельское хозяйство с механической обработкой почв, применением удобрений, средств защиты растений и селекцией наиболее продуктивных сортов позволили в четыре раза увеличить производство главных зерновых культур — пшеницы, риса и кукурузы — задействовав лишь на 37 процентов больше земель. Такое сельское хозяйство называют традиционным (conventional), и его методы противопоставляются устойчивому, а в ряде случаев еще и органическому. С учетом истощения природных ресурсов и глобального изменения климата практики традиционного сельского хозяйства вызывают все больше вопросов.

Ученые под руководством Ахмеда Абдо (Ahmed Abdo) из Южно-Китайского сельскохозяйственного университета дали оценку потенциалу глобального потепления, который связан с производством зерна в течение последних 60 лет. Они придерживались метода оценки жизненного цикла и учитывали все этапы производства пшеницы, риса и кукурузы в различных регионах мира — в том числе связанные с производством, упаковкой и транспортировкой семян; азотных, фосфорных и калийных удобрений; пестицидов и сельскохозяйственных практик. Помимо величины выбросов парниковых газов в единицах CO₂-эквивалента авторы оценивали индекс устойчивости. Этот показатель тем больше, чем выше способность сельскохозяйственной системы увеличивать урожайность и экономические доходы с единицы земли и чем ниже вредное воздействие на окружающую среду.

С 1961 по 2020 год потенциал глобального потепления от традиционного сельского хозяйства увеличился более чем вдвое — с 0,5 ± 0,8 до 1,3 ± 1,4 тонны CO₂-эквивалента на тонну зерна. Общие выбросы при этом выросли в восемь раз: с 0,4 ± 0,04 до 3,3 ± 0,73 миллиарда тонн CO₂-эквивалента. 58-74 процента этих выбросов были связаны с вспашкой почвы, еще 22-28 процентов — с внесением синтетических удобрений, от 4 до 7 процентов — с обработкой и хранением семян, а оставшиеся 0,9-1,3 процента — с применением пестицидов. Наибольший скачок в карбоноемкости произошел за счет возделывания риса: если в 1961 году производство тонны зерна приводило к выбросу 0,7 ± 0,9 тонны CO₂-эквивалента, то в 2020 году такие выбросы оценивались уже в 1,8 ± 2,5 тонны.

Максимальным потенциалом глобального потепления (на 48 процентов выше среднемирового) обладали культуры, выращенные на территории России и Украины, а наименьшим — на территории Евросоюза, Аргентины и Индонезии. Индекс устойчивости выращивания зерна в мире за 60 лет снизился в среднем с 7,8 до 2,5 — преимущественно за счет агрессивного возделывания земель и недостаточно эффективного применения удобрений.

Механизация сельского хозяйства и интенсивное применение удобрений могут создавать неожиданные причины выбросов парниковых газов. Например, когда техника разворачивается и объезжает лужи на пашнях, она рассыпает азотные удобрения, и с их краев в воздух выделяется в 80 раз больше закиси азота, чем с ровных участков.