Выращивание гороха наряду с пшеницей снизит выбросы и повысит питательную ценность урожая
Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Sustainable Food Systems.
Нут, горох, чечевица, фасоль, маш — это ценные источники белка, клетчатки, фолиевой кислоты, железа, калия, магния и витаминов, по питательности бобовые превосходят злаковые культуры и даже мясную пищу. Причем выращивание бобовых менее энергозатратно — согласно немецкому исследованию, если заменить горохом всего пять процентов говядины, выращиваемой в Германии, это сократит выбросы углекислого газа от мясной промышленности на восемь миллионов тонн в год.
Все растения нуждаются в азоте, и зачастую фермерам приходится использовать удобрения, однако их производство требует много ресурсов и сопровождается выбросами парниковых газов. Бобовые практически не нуждаются в азотных удобрениях, так как в их корнях обитают азотфиксирующие бактерии. Эти микроорганизмы связывают азот из воздуха и переводят его в органические азотосодержащие соединения, необходимые растениям. Бобовые не только сами по себе не требуют удобрений, но и обогащают почву азотом, снижая потребность в азотных удобрениях других культур.
Несмотря на все преимущества бобовых, в Европе эти культуры занимают менее двух процентов пахотных земель. Ученые из Бангорского университета в Великобритании под руководством Марселы Коста (Marcela P. Costa) решили выяснить, как влияет с точки зрения экологии и питательной ценности включение бобовых в традиционные севообороты злаковых (пшеница, ячмень) и масличных (кукуруза, рапс) культур.
Исследователи оценили влияние на экологию десяти севооборотов на протяжении от трех до шести лет выращиваемых в трех контрастных геоклиматических регионах Европы: Италии, Румынии и Шотландии. Исследовались три типа севооборотов: зерновые-зерновые, зерновые-масличные и зерновые-масличные-бобовые. Все данные об урожайности и связанной с выращиванием деятельностью были взяты из ранее опубликованных статей о посевах в этих регионах.
Авторы работы изучили влияние севооборотов на окружающую среду, применив оценку жизненного цикла продукции. Эта методика позволяет увидеть, как продукция воздействует на окружающую среду на всех этапах ее жизненного цикла: начиная от добычи сырья, посева, продолжая выращиванием с затратой ресурсов и применением удобрений и их производством до сбора урожая зерна. Последующие процессы, такие как транспортировка, сушка и хранение зерна, были исключены из анализа. Ученые оценили 16 категорий воздействия, в том числе: истощение земель, потребление водных ресурсов, выбросы парниковых газов, тепловое загрязнение, действие на здоровье людей.
Также исследователи сравнили питательную ценность севооборотов, включавших бобовые, с севооборотами зерновые-зерновые и зерновые-масличные. С помощью формулы, учитывающей калорийность, количество белка, клетчатки и их суточные нормы, авторы рассчитали среднюю плотность питательных веществ на 100 грамм для всех трех видов севооборотов.
Оказалось, что введение бобовых в традиционные севообороты зерновых и масличных культур увеличило выход питательных веществ. Причем наибольшей питательной ценностью на гектар в год обладали зерновые-масличные-бобовые севообороты в Шотландии.
Выходы севооборотов в Шотландии (SC), Италии (IT) и Румынии (RO) на гектар в год; DP (общее содержание перевариваемого белка), CU (сумма энергий от белков, жиров, клетчатки) и NDU P-F (плотность питательных веществ).
Marcela P. Costa et. al. / Front. Sustain. Food Syst., 2021
Сельскохозяйственные процессы, протекающие в жизненном цикле севооборотов, включавших бобовые, меньше влияли на окружающую среду. Шотландские севообороты с бобовыми оказали наименьшее воздействие по всем категориям. Введение бобовых культур заметно снизило потребность в азотных удобрениях, лучший показатель в Шотландии — почти в два раза. Почему такие хорошие результаты именно в Шотландии, по сравнению с Италией и Румынией, в статье не уточняется.
Показательные категории экологического воздействия различных севооборотов. Данные о самых сильных воздействиях отмечены темно-красным.
Marcela P. Costa et. al. / Front. Sustain. Food Syst., 2021