Согласно совместному исследованию французских институтов INRAE и AgroParisTech, глобальное потепление может повысить общую урожайность сорго в Европе. На фоне климатического кризиса эта культура становится перспективной и экологичной альтернативой традиционной кукурузе в производстве кормов для сельхозскота. Сорго обладает устойчивостью к высоким температурам и требует значительно меньше влаги.
Необходимость в поиске альтернатив обострилась из-за того, что европейские урожаи водоемкой кукурузы всё чаще страдают от засухи. Чтобы разработать новые антикризисные стратегии для сельского хозяйства ЕС, ученые провели масштабное моделирование, объединив климатические архивы прошлых лет с прогнозами изменения климата.
Сорго традиционно ассоциируется с засушливыми регионами, и большая часть мирового производства приходится на страны Африки (47%) и Соединенные Штаты (17%).
В Европе изменение климата приводит к значительному повышению температуры и нехватке воды. Поэтому исследователи хотели изучить потенциал производства сорго в европейском регионе, где эта культура по-прежнему встречается редко. В настоящее время сорго выращивается всего на 0,1% европейских пахотных земель. Кроме того, ни использование сорго в кормах для скота, ни связь этой культуры с изменением климата в Европе в целом не изучались.
Ученые выяснили, что климатические изменения окажут положительный эффект на общую урожайность сорго в Европе, хотя и с региональными особенностями. В Южной Европе возможен незначительный спад, зато в Северной Европе ожидается существенный прирост урожайности.
В зависимости от климатических сценариев, к 2050–2100 годам средняя продуктивность сорго должна вырасти с текущих 3 т/га до 3,4–3,8 т/га. Параллельно расширятся и оптимальные зоны для его культивации: если сейчас стабильные урожаи можно собирать на 22% европейских пахотных земель, то к концу века эта доля увеличится до 29–34%.
Моделирование показало, что включение сорго в севооборот хотя бы 1 раз в 3 года позволит заменить до 90% кукурузы, которая сегодня расходуется в Европе на корма для животных. Сорго выступает надежной и климатически устойчивой альтернативой, поскольку превосходно справляется с жарой и дефицитом влаги. Кукуруза же, напротив, критически зависима от искусственного полива — например, во Франции на ее выращивание приходится 38% всех орошаемых сельскохозяйственных угодий.
В рамках исследования ученые применили модель машинного обучения (а именно алгоритм Random Forest — «Случайный лес»), способную прогнозировать урожайность зернового сорго на основе ключевых климатических факторов: температуры, осадков и относительной влажности. Алгоритм обучили на исторических массивах данных, после чего объединили с климатическими прогнозами на 2 целевых периода — середину века (2041–2070 годы) и конец века (2071–2100 годы).
Ученые взяли данные 5 глобальных климатических моделей (GCMs) и прогнали их через 4 сценария выбросов (SSP), что в сумме дало 20 климатических сценариев. Это позволило получить обоснованные и надежные прогнозы урожайности.
Итоговые результаты доказывают, что сорго может стать ключевым инструментом для адаптации европейского сельского хозяйства к меняющемуся климату. Например, во Франции интеграция этой культуры в животноводство поможет решить острую проблему дефицита водных ресурсов. Сэкономленную на поливе воду можно будет перенаправить на другие сельскохозяйственные нужды, что существенно повысит продовольственную самообеспеченность страны.
Исследование опубликовано в журнале Earth`s Future.
Источник: INRAE.