Национальные правительства могут обуздать проблему. Что требуется, так это национальная и международная политика, которая будет направлять глобальную продовольственную систему в сторону более высоких урожаев и гораздо меньшего воздействия на окружающую среду. Однако исследования на сегодняшний день практически не затронули степень, в которой страны фактически влияют на загрязнение азотом и урожайность своих культур.
Количественная оценка общего воздействия стран
Теперь исследователи ETH Дэвид Вуппер и Роберт Фингер с кафедры экономики и политики сельского хозяйства объединили усилия с другими международными авторами, чтобы впервые исследовать общее влияние почти каждой страны мира на их загрязнение азотом и урожайность. Результаты их исследования недавно были опубликованы в журнале Nature Food.
В этой публикации исследователи показывают, что страны действительно оказывают серьезное влияние, особенно на уровни загрязнения азотом. Фактически, влияние стран на загрязнение часто в несколько раз превышает их влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.
Ограничение использования без снижения урожайности
Во многих странах более широкое использование азотных удобрений лишь незначительно сократило разрыв в урожайности – разницу между потенциальной и фактической урожайностью.
В целом, когда отдельные страны пытаются сократить разрыв в урожайности на 1 процент, это связано с 35-процентным увеличением загрязнения азотом в глобальном масштабе. Другими словами, некоторые страны используют огромное количество удобрений, но очень мало достигают дополнительных урожаев.
Это приводит исследователей к выводу, что многие страны могут сократить использование удобрений, не заметив снижения урожайности.
В своем исследовании они также определили факторы, которые объясняют общее использование азота и загрязнение по отношению к урожайности их сельскохозяйственных культур.
К ключевым факторам относятся, например, качество институтов, степень экономического развития и численность населения, а также доля сельского хозяйства в общей экономике страны.
Еще одним важным фактором, влияющим на загрязнение страны азотом, являются прямые государственные субсидии на снижение стоимости азотных удобрений. Однако косвенные субсидии и политические меры, которые влияют на цены на сельскохозяйственную продукцию по отношению к стоимости удобрений, также играют роль, так же как и постановления и законы, обучение фермеров, технологии и даже торговые структуры.
Оценка глобальных данных по азоту и урожайности
Один из примеров того, как факторы, характерные для конкретной страны, влияют на загрязнение азотом, можно увидеть на границе между Казахстаном и Китаем, регионе, который является естественно засушливым с редкой растительностью. Спутниковые снимки показывают, что на китайской стороне растительность пышная и зеленая вплоть до границы, а на казахской стороне она резко меняется и становится менее зеленой.
Это указывает на наличие орошения и достаточного количества азотных удобрений на китайской стороне.
«Столь заметная разница в растительности не может быть естественным явлением», – говорит Вуппер, ведущий автор исследования. «Этот пример показывает, что страна, в которой расположены поля, является решающим фактором для урожайности и загрязнения азотом», – объясняет он. "Однако Китай мог бы достичь аналогичного урожая при значительно меньшем загрязнении азотом."
Кроме того, Швейцария вряд ли может служить примером уровня загрязнения азотом. Подобно другим европейским странам, но значительно больше, он продолжает вносить азотные удобрения в больших количествах, которые слишком велики, чтобы растения могли полностью их усвоить. Излишки попадают в ручьи, озера и другие экосистемы.
«Сельское хозяйство в Швейцарии очень интенсивное, – говорит Вуппер. Он объясняет, что это оказывает прямое влияние на загрязнение азотом, не в последнюю очередь потому, что корма, которые едят швейцарские животные, поступают из-за границы.
Тем не менее, навоз, производимый домашним скотом, разбрасывается на швейцарской почве, где он способствует повышению уровня загрязнения азотом.
Экономические инструменты – это один из вариантов политики
«В целом, однако, существует неравномерное распределение ресурсов удобрений по всему миру», – резюмируют исследователи. В то время как в Швейцарии имеется избыток предложения, в других регионах мира не хватает. Например, в некоторых частях Африки к югу от Сахары фермеры недостаточно используют азотные удобрения.
Однако, если они увеличат использование азотных удобрений лишь незначительно, они смогут значительно повысить урожайность. Смягчение этого глобального дисбаланса удобрений позволило бы значительно повысить урожайность в одних местах и значительно снизить загрязнение в других.
Один из способов добиться этого – скорректировать стоимость азотных удобрений. В странах, где используется слишком много удобрений, стоимость удобрений должна возрасти, т.е.грамм. введением налога на азот или другими политическими инструментами и корректировками.
И наоборот, в странах, в которых используется слишком мало азотных удобрений, цена должна снизиться, e.грамм. путем введения азотной субсидии или других инструментов политики и корректировок.
Другой подход предполагает изменения на самих фермах. Правительство и промышленность могут предложить фермерам стимулы, чтобы сделать их растениеводство более экологически чистым.
Они могли бы, например, продвигать определенные производственные процессы, повышающие эффективность использования азота. Более того, фермеры, которые используют меньше азота и, следовательно, вынуждены бороться с более низкими урожаями, могут получить финансовую компенсацию от государства.
Огромный потенциал в точном земледелии
Новые технологии также могут повысить эффективность использования азота. «Мы говорим о так называемом точном земледелии, концепции, в которой удобрения вносятся только там, где они действительно необходимы. Это может повысить эффективность использования и уменьшить экологические проблемы без снижения производительности », – объясняет Фингер.
«Но потребление также может иметь большое значение», – добавляет Вуппер. Он отмечает, что треть всей производимой пищи выбрасывается в отходы, что усиливает загрязнение азотом и наносит ущерб окружающей среде. «Если мы сократим количество пищевых отходов, мы уменьшим и экологические проблемы», – говорит он.
Диета с гораздо меньшим содержанием мяса также помогает сократить излишки удобрений, потому что, если фермеры производят меньше мяса, меньше навоза остается на полях.