Глобальное исследование выявило ограничения точных технологий в прогнозировании эффективности применения удобрений

Глобальное исследование реакции полей на удобрения на шести континентах показало, что несмотря на прогресс в технологиях точного земледелия, прогнозировать, где и когда питательные вещества усилят рост растений, по-прежнему крайне сложно.

В ходе исследования, опубликованного в Scientific Reports и проведенного под руководством Оливера Кэрролла из Института продовольствия Аррелла при Университете Гвельфа (Канада), ученые провели анализ 61 участка травянистых экосистем, входящих в международную сеть Nutrient Network. В среднем внесение удобрений увеличивало биомассу на 43%, однако на 26% опытных участков прирост отсутствовал.

«Все районы исследования хотя бы раз показывали реакцию, но только на четырех из 61 наблюдался устойчивый рост биомассы во все годы и на всех участках», — отметил Эндрю Макдугалл, профессор кафедры интегративной биологии Университета Гвельфа и один из более чем 40 соавторов исследования.

По словам Макдугалла, такая изменчивость подчеркивает сложность прогнозирования эффективности удобрений даже при наличии детальных экологических данных. «Если вам важен только урожай, безопаснее всего вносить удобрения везде, — говорит он. — Слишком много переменных: влажные годы, засушливые годы — предсказать это очень сложно».

Для исследования были выбраны участки с минимальным влиянием предыдущего внесения удобрений: от пастбищ северных оленей в Финляндии до засушливых саванн Африки, а также разнообразных экосистем Китая и Северной Америки.

Макдугалл отмечает, что ключевой фактор, определяющий реакцию растений на удобрения, — это влажность. Засуха зачастую сводит на нет эффект от внесения питательных веществ. «Если в Австралии или на канадских прериях засуха, вы можете добавлять сколько угодно удобрений — растения всё равно не вырастут», — говорит он.

Эти выводы подтверждают более ранние исследования Макдугалла, согласно которым удобрения не влияют на урожайность примерно в 25% случаев. Однако точно определить условия, при которых это происходит, пока не удается.

Хотя полностью предсказать реакцию экосистем невозможно, исследование показывает, что умеренное сокращение удобрений могло бы уменьшить затраты и снизить нагрузку на окружающую среду, практически не влияя на урожай. «Если вы готовы пожертвовать небольшим количеством урожая, можно сэкономить деньги и повысить прибыльность хозяйства», — отмечает Макдугалл.

По мере роста цен на удобрения и сокращения доступности ключевых элементов — азота и фосфора — исследователи ожидают, что инструменты точного земледелия, включая микродозирование и анализ тканей растений, останутся важными для оптимизации применения удобрений.

«Я был уверен, что мы найдем идеальный путь вперед, — говорит Макдугалл. — Но всё, что показало исследование, — это то, что предсказать эффективность очень сложно, и самый безопасный вариант — вносить удобрения повсюду. Но с ростом затрат мы, очевидно, не сможем продолжать так делать».