Сегодня фермеры и агрохолдинги, выращивающие рис, должны каждый год сажать семена, а этот процесс требует времени, энергии и дорогостоящих материалов, таких как удобрения и пестициды. Теперь ученые предложили новый многообещающий вариант — многолетние рисовые культуры.
Многолетний рис — это не панацея и он не спасет от голода. Но исследователи говорят, что он может помочь производителям выполнять меньше работ и тратить меньше денег, а также приносить пользу окружающей среде. Исследователи поделились более подробной информацией об инновационной культуре в статье, опубликованной в этом месяце в журнале Nature Sustainability.
“Это действительно серьезная работа”, — говорит соавтор исследования Эрик Сакс, генетик растений из Университета Иллинойса. “Она может изменить наше мнение и наши стереотипы о сельском хозяйстве”.
Выращиваемый на протяжении тысячелетий рис является основной культурой, которая кормит примерно четыре миллиарда человек по всему миру. Но современные методы производства трудоемки и дороги. Более того, рис выращивается на затопленных полях, которые являются средой обитания микробов, продуцирующих метан. В настоящее время при производстве риса выделяется около 34 миллионов тонн метана в год.
Поскольку эти проблемы накапливались, ученые предположили, что есть возможности для улучшения.
“Мы кормили человечество, выращивая эти злаки как однолетние растения с самого зарождения сельского хозяйства, но это не обязательно был лучший способ”, — говорится в заявлении Сакс.
Теперь мы можем сознательно выбирать лучшие культуры и лучшее, более устойчивое сельское хозяйство. Мы можем исправить ошибки истории.
Многолетние рисовые культуры и сама возможность их появления — результат длительной работы. Первая попытка выведения нового сорта была предпринята в 1970-х годах, но она не увенчалась успехом. Затем, в середине 1990-х годов, исследователям удалось скрестить обычный однолетний сорт риса (Oryza sativa) с диким многолетним родственником, выращенным в Африке (Oryza longistaminata). Используя лабораторный метод, называемый культивированием тканей, они смогли получить гибридный эмбрион, которые был способен вырасти в полноценное жизнеспособное растение.
С этого момента исследователи потратили годы на разработку гибридного сорта, чтобы вывести многолетнее растение, которое давало много высококачественного риса. После долгих проб и ошибок они выпустили первый успешный вариант известный как многолетний рис 23 (PR23), который начал тестироваться фермерами в Китае в 2018 году.
Как и планировалось, PR23 рос год за годом, но исследователи хотели получить больше долгосрочных данных, чтобы полностью понять его плюсы и минусы. Они попросили фермеров из трех регионов посадить PR23, а затем собирать его дважды в год в течение пяти лет. (Обычно рис дает два урожая, хотя второй сбор дает гораздо меньший выход). Для сравнения, они также попросили фермеров в этих же местностях посадить и собрать урожай типичных однолетних сортов риса.
В течение первого года оба сорта показали одинаковые результаты. Но после этого многолетние растения начали показывать преимущества. За первые четыре года они произвели в среднем 6,8 тонн риса с гектара, что немного больше, чем 6,7 тонн с гектара «обычного» риса.
Однако, при выращивании многолетнего риса фермеры тратили примерно вдвое меньше денег на удобрения, семена и другие материалы, чем при выращивании однолетних культур. Они также выполняли на 60 процентов меньше работ. В результате прибыль производителей многолетних растений увеличилась с 17 до 161 процента.
Новый рис также улучшил состояние почвы, оставляя после себя больше питательных веществ, таких как органический углерод и общий азот, если сравнивать с их однолетними аналогами. Почва также лучше удерживала воду.
Но, как и говорилось выше, многолетние рисовые культуры — не панацея. Их урожайность начала падать на пятый год (вот здесь разочарование ученных немного непонятно — они же не дерево посадили). Исследователи также признались, что не знают, выделяют ли многолетние растения меньше метана, чем обычные. Сейчас они проводят соответствующие исследования, чтобы ответить на этот вопрос к следующему году.
Ложка дегтя:
При выращивании многолетнего риса могут быть и другие риски. Поскольку корни растений глубже и крупнее, фермерам приходится затрачивать больше сил, когда урожайность все таки снижается и нужно заняться пересадкой растений.
Поскольку фермеры не так часто обрабатывают и вспахивают поля засеянные многолетним рисом, в почве могут накапливаться грибки и патогенные микроорганизмы.
Во время эксперимента фермерам пришлось чаще проводить обработку гербицидами на полях, засеянных PR23. Как рассказала Зиглинда Снапп, специалист по почвам и растениеводству из Международного центра улучшения кукурузы и пшеницы, которая не участвовала в исследовании, многолетний рис все еще находится только на стадии “проверки концепции”.
Несмотря на потенциальные недостатки, все больше и больше фермеров в Китае решаются на переход на многолетние культуры, хотя на долю нового сорта по-прежнему приходится небольшая часть из 27 миллионов гектаров риса в стране. В результате информационно-просветительских усилий фермеры в 2021 году засеяли около 15 333 гектара многолетнего риса, что в четыре раза больше, чем в 2020 году.
Фермеры в 17 странах Африки и Азии также пробуют новый рис, что может помочь ответить на некоторые из оставшихся вопросов исследования.
“Хотя ранние результаты о пользе многолетнего риса для окружающей среды впечатляют и многообещающи, необходимы дополнительные исследования и финансирование, чтобы понять весь потенциал многолетнего риса”, — говорится в заявлении соавтора исследования Тима Крюса, ученого из некоммерческой организации The Land Institute.
Статьи по теме: В США могут одобрить производство искусственного мяса
Использованы материалы:
https://www.science.org/content/article/perennial-rice-saves-time-and-money-comes-risks
https://www.nature.com/articles/s41893-022-00997-3
https://aces.illinois.edu/news/farmers-china-uganda-move-high-yielding-cost-saving-perennial-rice
Один комментарий к “Многолетние рисовые культуры помогут снизить затраты фермеров”