По оценкам экологов, более четверти мировых выбросов парниковых газов приходится на сельское и лесное хозяйство, причем с аграрным сектором связывают до 45 процентов глобальной эмиссии углекислого газа и закиси азота. Еще восемь лет назад в Париже приняли концепцию «4 промилле», обещавшую повышение запасов углерода в почвах, вовлеченных в сельхозиспользование, на 0,4 процента ежегодно. Ученые разных стран посчитали, что новшество поможет сдерживать отравление атмосферы. Правда, не учли, что сразу и повсеместно внедрить его вряд ли получится — климатические условия везде разные.
Тюменские ученые не остались в стороне: группа из семи человек (шестеро представляют аграрный университет, еще один — НИИ СХ Северного Зауралья) отрабатывает грант Российского научного фонда, полученный на трехлетний проект «Карбоновый след в агроценозах Западной Сибири». Как рассказал старший научный сотрудник агробиотехнологического центра института фундаментальных и прикладных агробиотехнологий ГАУ Северного Зауралья Евгений Демин, задача исследователей — выяснить применительно к территории большого региона, какие приемы земледелия влияют на поглощение углекислых газов и насколько серьезно. С мая по октябрь команда трудилась на поле площадью 25 гектаров в Утешево, пригороде Тюмени, собирая первые данные и отслеживая изменения.
Первые опыты показали, что очевидный положительный баланс углерода дают технология No-till и вспашка
— Углерод — элемент, участвующий в круговороте веществ в системе «почва-растение-атмосфера». В результате роста и развития растений углекислый газ, находящийся в воздухе, благодаря фотосинтезу накапливается в наземной и корневой массе. Конечно, часть углерода отчуждается с основной сельхозпродукцией, а та, что осталась в корнях и соломе, возвращается в почву и путем сложной биохимической трансформации переходит в гумусовые вещества, закрепляется в земле основательно. А потом в процессе минерализации органики превращается в углекислый газ и отправляется в воздух, — напомнил важное из курса биологии Евгений Демин.
Чтобы понять, как снизить выбросы, допустим, выращивая хлеб, ученые разделили поле на четыре опытных участка. На первом исследуются пробы почвы после внесения разных доз минеральных удобрений, без которых промышленное растениеводство не обходится. Куратор проекта подчеркивает: группа планирует определить с учетом будущей урожайности такую дозу, которая создаст положительный баланс углерода, ведь в земле уже есть какое-то количество питательных веществ. На втором участке, где растет яровая пшеница, в фокусе внимания три способа обработки почвы — No-till (нулевая), безотвальное рыхление и классическая отвальная вспашка. Изучается и влияние на «путешествующий» углерод разных видов культур — зерновых сплошного способа сева, кукурузы и люцерны. Последний участок отдан под опыты с влиянием органических удобрений на почву с посевами кукурузы.
Работает команда с цилиндрическим буром и инфракрасным газоанализатором с высокоточными датчиками: молодые исследователи срезают растения, заглубляют в почву герметичный сосуд, спустя время замеряют в нем концентрацию углекислого газа, а также фоновое значение выбросов в атмосфере. Далее — обычная математика: считают, сколько газа выделилось за сутки на единицу площади, то есть на гектар.
Евгений Демин рассказывает, что стационарные исследовательские площадки у вуза существуют не одно десятилетие: по обработке почв — с середины 1970-х, по минеральным добавкам — с середины 1990-х. А «дыхание земли» в аграрном университете стали «слушать» только недавно, хотя тема волновала сообщество и раньше, но лишь в связи с плодородием, а не из-за экологической обстановки.
Первые опыты показали, резюмирует руководитель проекта, что очевидный положительный баланс углерода дают технология No-till и вспашка (ежегодно в почве накапливается до 60-110 килограммов органического углерода на гектар), а также дозы минеральных удобрений, позволяющие в конце сезона собрать от трех до четырех тонн зерна яровой пшеницы.
— Так как климатические и погодные условия постоянно меняются, для получения средних данных надо брать в расчет минимум три года. Благодаря анализу температуры почвы, количества выпавших осадков, запасов продуктивной влаги сможем установить определенные зависимости и дать рекомендации земледельцам. Задача максимум — разработать экономически эффективную технологию, которая поможет вести сельское хозяйство, снижая выбросы углекислого газа и повышая запасы органического углерода в почве, — объяснил ученый.
