Промышленное рисоводство является значительным источником выделения метана (результат естественных процессов в условиях влажных почв) и оксидов азота (из-за применения удобрений). Ученые провели исследования, чтобы выяснить, возможно ли уменьшить уровень загрязняющих веществ через селекцию.
Исследование, проведенное Уорикским и Крэнфилдским университетами, продемонстрировало, что генетическая селекция может помочь фермерам и селекционерам уменьшить выбросы парниковых газов при возделывании сельскохозяйственных культур, в частности риса. Однако это не касается всех загрязняющих газов.
Интенсивное сельское хозяйство, направленное на удовлетворение глобального спроса на продукты питания, сделало эту отрасль одним из основных источников выбросов парниковых газов в атмосферу. Использование азотных удобрений приводит к выделению оксидов азота. Уровни выбросов зависят также от преобладающих сортов, но до настоящего времени оставалось неясным, какие сорта оптимально сочетают высокую урожайность с низкими уровнями выбросов парниковых газов.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Agronomy, впервые было проведено сравнение влияния сортов сельскохозяйственных культур на выбросы парниковых газов в мировом масштабе. Анализ показал, что выбор сорта сельскохозяйственной культуры (особенно риса) имеет большее влияние на выбросы метана (CH₄), чем применение удобрений. Это важный вывод, учитывая значимость риса для обеспечения продовольственной безопасности в мире.
Изучив 180 генотипов сельскохозяйственных культур, отобранных в ходе испытаний по всему миру, ученые сделали следующие выводы:
- Выбросы закиси азота (N₂O) тесно связаны с использованием азотных удобрений, независимо от генетического сорта
- Выбросы метана (CH₄), напротив, в значительной мере зависят от генотипа, что делает селекцию ключевым методом для их снижения
Урожайность также в значительной степени определяется генотипом, что указывает на возможность селекции для повышения продуктивности при сохранении устойчивости и низкого уровня загрязнения.
Такие характеристики сельскохозяйственных культур, как структура корневой системы, способность усваивать питательные вещества, эффективность взаимодействия с почвой, непосредственно влияют на выбросы парниковых газов и могут быть улучшены через селекцию. Полученные результаты показывают, что в программах селекции следует делать акцент на генетических характеристиках, снижающих именно выделение метана. Контролировать выбросы оксидов азота с помощью генетических методов невозможно.
Разумеется, можно уменьшить выбросы, сократив количество вносимых удобрений или полностью от них отказавшись, но такой шаг приведет к резкому падению урожайности. На такую жертву аграрии однозначно не пойдут.