Подкормка калием повышает урожай зерновых и содержание органического углерода в почве: метаанализ

Почему это важно для продовольствия и климата

Прокормить растущее население и одновременно заботиться о климате означает решать две задачи: повышать урожайность и увеличивать запасы углерода в почвах. В этом исследовании поставлен простой вопрос с большими последствиями для обеих целей: когда фермеры вносят калийные удобрения под зерновые культуры, насколько это повышает урожай и может ли это также способствовать долгосрочному запиранию углерода в почве?

Что исследователи ставили целью проверить

Калий — базовый элемент питания растений, однако в планах удобрений он часто отходит на второй план после азота и фосфора. Авторы собрали результаты 1185 полевых наблюдений на 163 участках, где выращивали зерновые — такие как пшеница, рис и кукуруза — с внесением калия и без него. Особое внимание уделяли регионам с бедными на калий почвами, включая части Южной и Юго-Восточной Азии и Восточную Азию. С помощью метаанализа они объединили эти разрозненные испытания, чтобы выявить общие закономерности в урожайности и в содержании органического углерода в почве — той части почвы, которая хранит углерод из мёртвых корней и растительных остатков.

Как калий изменил урожай

Объединённые данные показывают, что внесение калия в среднем увеличивало урожай зерновых примерно на одну пятую. Наибольшие приросты наблюдались при совместном внесении калия с азотом или с азотом и фосфором, что подтверждает: культуры лучше растут при сбалансированном обеспечении всеми ключевыми элементами питания. Тип калийного удобрения также имел значение: распространённые формы — хлорид калия и сульфат калия — стабильно улучшали урожай, в то время как смешанные типы не давали очевидных преимуществ. Приросты урожая были больше в системах с севооборотом, чем в монокультурах, и отмечались для ячменя, кукурузы, риса и пшеницы, но не для проса и сорго.

Климатические и почвенные условия, стоящие за приростами

Не каждое поле реагировало одинаково. Наибольшие увеличения урожайности наблюдались в тёплых, влажных районах с кислой почвой — условиях, характерных для тропических зон. В таких климатах сильные осадки чаще вымывают калий из почвы, поэтому растения испытывают дефицит этого элемента. Исследование показало, что реакция урожая росла с увеличением среднегодового осадка и температуры, а также с ростом дозы вносимого калия, и снижалась по мере повышения pH почвы (т. е. при уменьшении кислотности). В совокупности климат и свойства почвы объясняли значительную долю вариабельности в том, сколько дополнительного зерна фермеры могли ожидать от внесения калия.

Что произошло с углеродом в почве

Помимо размеров урожая авторы поинтересовались, может ли калий способствовать увеличению запасов углерода в почвах — важному буферу против изменения климата и ключевому показателю здоровья почвы. По 288 наблюдениям с 75 участков калий повышал содержание органического углерода в почве в среднем примерно на 4 процента. Это увеличение было умеренным и проявлялось медленно. Чётко оно становилось заметным лишь после более чем 20 лет непрерывного внесения калия. Эффект был наиболее выражен при совместном внесении калия с азотом и фосфором, в системах с севооборотом и на участках, удобренных хлоридом калия. Результаты поддерживают идею, что калий косвенно усиливает накопление углерода, стимулируя рост корней и увеличивая поступление растительного материала, которое со временем превращается в почвенный углерод.

Что это значит для фермеров и политики

В целом результаты указывают на то, что калий заслуживает более центрального места в планировании удобрений, особенно в регионах с известным дефицитом этого элемента в почве. Целенаправленное использование калия может повысить урожайность зерновых во многих тёплых, влажных районах и одновременно способствовать, пусть медленно но устойчиво, накоплению органического углерода в почве. Для лиц, принимающих решения, важно понимать: баланс азота, фосфора и калия жизненно важен как для краткосрочного производства продовольствия, так и для долгосрочного управления почвами; климатические выгоды от дополнительного почвенного углерода проявляются лишь спустя десятилетия последовательного управления.

Цитирование: Liang, G., Schlesinger, W.H. Potassium fertilization enhances both cereal yield and soil organic carbon: a meta-analysis. Nat Commun 17, 4521 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71154-z

Ключевые слова: внесение калия, урожайность зерновых, органический углерод почвы, питательные вещества в почве, смягчение климата