Влияние типа сельскохозяйственных практик на секвестрацию углерода в почве и урожайность некоторых культур

Почему то, как мы ведём сельское хозяйство, важно для воздуха, которым мы дышим

Большая часть углерода, хранящегося на суше, скрыта под нашими ногами, заключённая в почве. Этот подземный резервуар играет тихую, но важную роль в изменении климата и в обеспечении продовольствием. В этом исследовании ставится простой, но далеко идущий вопрос: может ли переход от традиционных химически-интенсивных методов к органическим или биодинамическим подходам помочь почве задерживать больше углерода, рациональнее использовать воду и при этом сохранять высокую урожайность и прибыль фермеров?

Три способа вести одно и то же хозяйство

Исследователи работали в течение пяти лет на песчаном поле в Египте, выращивая четыре знакомые культуры: кукурузу, томаты, бобы (фаба) и картофель. Поле разделили на 27 участков и вели их тремя разными системами. На конвенциональных участках применяли минеральные удобрения и синтетические пестициды. На органических участках опирались на компост, компостный чай, биогазовый навоз, природные минералы и биологические средства борьбы с вредителями, без синтетики. Биодинамические участки использовали те же органические внесения плюс специальные биодинамические препараты, включая малые дозы рогового навоза и кремниевые опрыскивания. Сохраняя одинаковые культуры, климат и орошение, исследователи могли сосредоточиться на том, как именно стиль ведения хозяйства влияет на почву, расход воды, урожайность и экономику.

Что происходило с почвой

За пять лет почва под органическим и биодинамическим управлением стала физически и химически здоровее, чем при конвенциональном земледелии. Объёмная масса — показатель плотности и тяжести почвы — уменьшилась во всех системах, но снизилась сильнее всего в биодинамическом варианте, делая почву более рыхлой и лучше аэрируемой. Водоп удерживающая способность выросла во всех системах, но более выраженно и быстрее в органических и биодинамических участках, то есть почва могла дольше удерживать влагу между поливами. В химическом плане конвенциональное удобрение склоняло pH почвы к небольшому увеличению и повышало электрическую проводимость (маркер, связанный с засолённостью) до больших значений. Напротив, органические и биодинамические системы увеличивали содержание органического вещества и органического углерода в почве, а также ключевых питательных элементов — азота, фосфора и калия — при этом без такого же роста засолённости.

Вода, урожаи и эффективность

Потребление оросительной воды рассказало интересную историю. По всем четырём культурам конвенциональные участки систематически расходовали больше всего воды, тогда как органические и биодинамические — заметно меньше. Экономия воды при этих альтернативных системах составила примерно 16–26% в зависимости от культуры. Урожайность оказалась более нюансированной. В начале эксперимента на конвенциональных участках обычно получали более высокие урожаи, что отражало быстрый эффект минеральных удобрений. Однако по мере улучшения состояния почвы урожайность росла во всех системах, и разрыв сократился. К пятому году урожайность кукурузы, томатов, фабы и картофеля заметно увеличилась при органическом и биодинамическом управлении, а эффективность использования воды — килограммы продукции на кубический метр воды — была выше в этих системах по сравнению с конвенциональными участками.

Накопление углерода и сокращение выбросов

Поскольку органический углерод почвы в основном состоит из растительных остатков, команда отслеживала, сколько дополнительного углерода запасается в каждой системе. Органические и биодинамические участки запасали в почве значительно больше углерода, чем конвенциональные, особенно к третьему году. Это дополнительное накопление перешло в более крупные сокращения выбросов CO2, если выражать их в климатических терминах. За пять лет объём CO2, фактически извлечённый из атмосферы, был существенно выше в органических и биодинамических системах, превращая эти поля в более мощных союзников климата. Когда исследователи пересчитали эти выгоды в термины углеродного рынка, финансовая «углеродная прибыль» также оказалась наибольшей для биодинамической системы.

Прибыль от «здоровой» почвы

Решения в сельском хозяйстве в конечном счёте зависят от денег так же, как от экологических идеалов, поэтому исследование тщательно учло все затраты и доходы. Совокупные затраты включали удобрения, семена, рабочую силу, энергию, орошение и средства защиты растений. Несмотря на иногда более высокие расходы на биологические продукты, органические и биодинамические системы выигрывали за счёт улучшенной почвы, лучшего использования воды и — что важно — устойчивой рыночной стоимости продукции. Через пять лет органическое земледелие показало наибольшую чистую прибыль для всех четырёх культур, даже при том, что цена продажи в анализе была одинаковой для всех систем. Биодинамическое земледелие, тем временем, принесло наибольший доход от секвестрации углерода. В совокупности эти результаты указывают на то, что отказ от конвенциональных методов не обязательно означает финансовые потери; при подходящих условиях это может быть путем к климатическим выгодам и более стабильным доходам фермеров.

Что это значит для повседневной пищи и климата

Для неспециалистов посыл прост: способ выращивания пищи может превратить почву из источника углерода в его «поглотитель», одновременно экономя воду и сохраняя прибыльность хозяйств. На этом египетском поле органические и биодинамические практики постепенно создавали более богатую, губчатую почву, которая удерживала больше углерода и требовала меньше полива, при этом давая конкурентоспособные урожаи и более высокие долгосрочные прибыли. Если такие подходы масштабировать и адаптировать к местным условиям по всему миру, они могли бы помочь обеспечить продовольственную безопасность, поддержать уровень жизни фермеров и незаметно надёжно удерживать в почве больше углерода, способствующего потеплению климата.

Цитирование: Khater, ES., Bahnasawy, A., Hamouda, R. et al. Effect of type of farming practices on the soil carbon sequestration and yield of some crops. Sci Rep 16, 4368 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35230-0

Ключевые слова: углерод почвы, органическое земледелие, биодинамическое сельское хозяйство, эффективность использования воды, климатически ориентированное земледелие