Влияние изменения климата на эффективность покровных культур и урожайность в Иллинойсе

Исследование Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне показывает, что изменение климата снизит эффективность покровных культур в борьбе с азотным загрязнением и негативно повлияет на урожайность кукурузы.

Ключевые прогнозы моделирования

Используя модель DSSAT (Decision Support System for Agrotechnology Transfer), ученые оценили влияние двух климатических сценариев на ближайшее (2021-2040) и отдаленное (2041-2060) будущее:

  • Урожайность кукурузы в большинстве регионов Иллинойса снизится, в среднем на 11.5% ниже до 3.8% выше текущих показателей.
  • Урожайность сои, напротив, в основном вырастет — прогнозируется увеличение до 27.5%.
  • Биомасса покровных культур (озимой ржи) значительно увеличится — на 25% до 103%.
  • Потери азота в дренажных водах возрастут: на 24% в ближайшей перспективе и примерно на 42% к 2060 году.

Причины изменений

  • Разная реакция культур: На урожай по-разному влияют повышение температуры, изменение режима осадков и рост уровня CO2.
  • Активизация микробов: Более теплая почва ускоряет микробную активность, преобразующую органический азот в нитраты, что увеличивает его потенциальные потери.
  • Польза покровных культур: Они активно растут в теплые зимы, но их способность поглощать азот не успевает за усиленной минерализацией («больше предложения, чем спроса»).

Эффективность покровных культур в будущем

По сравнению с текущим сокращением потерь азота на ~30%, в будущих сценариях эффективность покровных культур снизится. В худшем случае для отдаленного будущего прогнозируется снижение потерь лишь на 11%.

«Покровные культуры помогут; они по-прежнему будут эффективно сокращать потери. Но их эффективность упадет», — отмечает соавтор исследования Рабин Бхаттарай.

Важно, что анализ не выявил снижения урожайности из-за самих покровных культур — все изменения связаны с изменением климата.

Выводы

Для достижения целей по сокращению потерь питательных веществ в условиях меняющегося климата фермерам потребуется дополнять покровные культуры другими передовыми методами управления.

Исследование опубликовано в Journal of Environmental Management.