Исследование провели учёные из Юго-Западного университета, Китайского сельскохозяйственного университета и Китайской академии сельскохозяйственных наук. В нём изучалась эффективность производства риса, пшеницы и кукурузы с 2000 по 2022 год, особое внимание уделялось росту урожайности и эффективности использования ресурсов. Результаты исследования предлагают модель повышения продовольственной безопасности и снижения воздействия на окружающую среду в одном из крупнейших мировых производителей сельскохозяйственной продукции. Научная работа опубликована в журнале Frontiers of Agricultural Science and Engineering.
В этом исследовании использовались данные национальной статистики для обобщения влияния технологических инноваций на производство и эффективность основных зерновых культур в Китае, а также для выявления тех технологий, которые внесли наибольший вклад.
Данные национальной статистики показали изменения в производстве зерна (увеличение на 58%), общей посевной площади (увеличение на 8,6%) и структуре, внесении питательных веществ (снижение на 0,83 млн т) и потерях реактивного азота, а также оптимизированной структуре посадки и удобрений в 2022 году по сравнению с 2000 годом. Из этого предложение об интегрированном управлении системой почва-сельхозкультура значительно снизило потери реактивного азота и выбросы парниковых газов на 30% и 11% соответственно. Методы регулирования питательных веществ в корневой зоне, такие как сезонное управление азотом, повысили урожайность на 8% и снизили норму внесения азота на 25%. Технология регулирования питательных веществ в ризосфере увеличила урожайность на 20,2% и снизила норму азота на 20–30%.
Согласно прогнозам, интегрированное управление системой почва-сельхозкультура продемонстрирует значительные преимущества как в урожайности с единицы площади, так и в общей урожайности к 2050 году. Ожидается, что внедрение интегрированной системы управления почва-сельхозкультура увеличит общее производство риса, пшеницы и кукурузы на 45,8, 115 и 360 млн тонн соответственно.
За исследуемый период общий объём производства этих трёх культур вырос на 58%, в то время как посевные площади увеличились всего на 8,6%. Наибольший рост объемов наблюдался у кукурузы – на 162%, в основном благодаря повышению урожайности и расширению посевных площадей.
В Национальном бюллетене о состоянии качества обрабатываемых земель Китая за 2019 год указано, что поля со средней и низкой урожайностью составляли 68,8% от общей площади обрабатываемых земель в Китае. Однако с 2000 года производство зерна в Китае достигло значительных успехов за счет внедрения зеленых технологий. Эти достижения выходят за рамки простого увеличения производства, охватывая экологически чистые технологии производства и повышение эффективности использования удобрений.
Инновации в области зеленых технологий привели к значительному прогрессу в общем объеме производства, посевных площадях, вложении ресурсов и эффективности использования удобрений. С 2001 по 2021 год общее производство сельскохозяйственных культур в Китае увеличилось на 34,1%, а общая площадь пахотных земель увеличилась всего на 7,3%, и это объясняется применением улучшенных сортов и достижениями в высоких методах обработки почвы. Общее годовое использование удобрений в Китае достигло пика в 60,2 млн тонн в 2015 году, впоследствии снизившись до 50,8 млн тонн в 2022 году.
Примечательно, что это снижение произошло в соответствии с продолжающимся продвижением политики и достижениями в области научных и технологических инноваций, например, технологии регулирования питательных веществ в корневой зоне, интегрированного управления системой почва-сельхозкультура, проекта по тестированию почвы и рекомендации по удобрениям, а также общенациональной политики по нулевому росту химических удобрений и пестицидов. Эти инновации внесли значительный вклад в повышение эффективности использования удобрений в Китае. В период с 2000 по 2014 год общая эффективность использования азота (NUE) в растениеводстве в Китае увеличилась на 7%.
Общая посевная площадь в 2022 году составила 170 млн га, что на 8,6% больше, чем в 2000 году. Доля пахотных земель, используемых для трех основных зерновых культур, обусловила увеличение общей посевной площади с 51% в 2000 году до 56,5% в 2022 году.
В 2022 году посевная площадь риса составила 29,5 млн га, пшеницы — 23,5 млн га и кукурузы — 43,1 млн га. Посевная площадь кукурузы увеличилась на 86,8% по сравнению с 2000 годом, тогда как пшеница и рис сократились на 11,8% и 1,7% соответственно. Посевная площадь кукурузы значительно увеличилась, особенно после 2010 года, и достигла пика в 2015 году. Напротив, посевная площадь пшеницы и риса оставалась относительно стабильной.
В 2022 году производство риса и пшеницы составило 209 и 275 млн тонн соответственно, а производство кукурузы достигло 277 млн тонн. В совокупности производство трех основных зерновых культур (риса, пшеницы и кукурузы) выросло на 58%. Из них наиболее существенный рост - 162% - наблюдался у кукурузы. Далее следуют пшеница с ростом на 38,2% и рис - 11,0%.
Рост производства зерна зависит от роста урожайности зерна и посевных площадей. С 2000 по 2022 год посевные площади основных зерновых культур в Китае были относительно стабильными, а рост средней урожайности зерна в основном привел к соответствующему увеличению общего производства зерна, причем урожайность зерна этих основных зерновых культур постоянно росла на протяжении последних 20 лет. Средняя урожайность зерна риса, пшеницы и кукурузы в 2022 году составила 7,08, 5,86 и 6,43 т·га соответственно. По сравнению с 2000 годом урожайность зерна пшеницы в 2022 году имела самый высокий прирост - 56,7%, а урожайность зерна кукурузы и риса также увеличилась на 40% и 12,9% соответственно. Эти приросты урожайности зерна риса, пшеницы и кукурузы тесно связаны с развитием зеленых и инновационных технологий.
«Значительный рост урожайности пшеницы, кукурузы и риса во многом обусловлен достижениями отечественной селекционной науки и технологий, а также внедрением зеленых технологий. Высокоурожайные сорта раскрывают свой потенциал только при правильной агротехнике и управлении почвой», заключают авторы работы.
Источник: Frontiers of Agricultural Science and Engineering.
