Ученые проектируют агромодели пустынного земледелия с многолетниками, адаптирующимися к условиям жары и дефицита влаги
Поскольку Национальная метеорологическая служба США предупреждает, что волны жары будут более частным явлением на юго-западе страны и в Мексике, группа ученых во главе с экспертами из Университета Аризоны разработала новую модель сельской экономики, направленную на сокращение последствий изменения климата.
Исследователи предлагают переосмыслить производство продуктов питания в пустыне, выбрав дикие пищевые культуры, уже адаптированные к экстремальным условиям. Проще говоря, отказаться от попыток воспроизводить в пустынных и засушливых условиях водопотребляющие и не переносящие тепла однолетние культуры.
По их словам, традиционные методы ведения сельского хозяйства, ориентированные на однолетники, становятся все более дорогостоящими и неустойчивыми в быстро меняющихся климатических и почвенных условиях. Вместо этого они предлагают, чтобы фермеры в засушливых ландшафтах отбирали культуры из диких, устойчивых местных видов, уже адаптированных к сложным условиям.
«Пустынные растения разработали замечательное количество стратегий, позволяющих справиться с жарой, засухой, непредсказуемыми осадками и бедными почвами. Мы считаем, что в грядущем столетии такие стрессовые агрономические условия будут преобладать над половиной поверхности суши в мире», - говорит Эрин Риордан, научный сотрудник Университета Аризоны и главный научный сотрудник, координирующий двухнациональную исследовательскую группу в Лаборатории пустыни Аризонского университета.
В создании модели работала междисциплинарная команда экологов, антропологов, этноботаников, экологов-реставраторов и специалистов общественного здравоохранения, объединив элементы высокотехнологичных решений по сбору энергии и воды с традиционными экологическими знаниями аборигенов из засушливых регионов Северной Америки, известных как «Аридамерика».
«Мы рассматриваем сегодняшние пустыни не как пустоши, а как лаборатории для будущего сельского хозяйства», - сказал Гэри Пол Набхан, ведущий соавтор исследования.
Новая модель объединяет производство возобновляемой энергии, сбор дождевой воды и нулевую обработку урожая устойчивых многолетних растений на одних и тех же площадях.
Посадка низкорослых продовольственных культур под деревьями, такими как мескит, и под фотоэлектрическими панелями, позволяет обеспечить частичную тень, удержание влаги в почве, размножение почвенных микробов и связывание углерода на благо растений.
Используя адаптированные к жаре и засухе пищевые виды, такие как агава, кактусы и азотфиксирующие бобовые деревья, эти разнообразные системы могут обеспечить надежный урожай питательных продуктов с минимальным орошением в условиях неопределенности климата.
«Кактусы и агавы функционировали во многих традиционных культурах Аридамерики как форма страховки от экологических капризов и ежегодных неурожаев», - сказал Экзекьель Эскурра, профессор экологии Калифорнийского университета.
Пищевые растения пустыни приносят пользу не только здоровью земли, но и здоровью человека.
По словам исследователей, в отличие от кукурузы, сорго и сахарного тростника, которые производят простые сахара, усугубляющие ожирение и диабет у взрослых, многолетние пустынные культуры (17 категорий) предлагают множество средств для предотвращения этих заболеваний.
Для получения первых питательных урожаев у суккулентов и азотфиксирующих древесных бобовых культур может потребоваться от пяти до 12 лет. Тем не менее, они могут производить больше съедобной биомассы в течение десятилетия с гораздо меньшим количеством воды, чем используется обычными однолетними культурами, при этом улавливая углерод в почву для смягчения последствий изменения климата.
«Мы называем такие стабильно производящие засушливые системы земледелия «медленным сельским хозяйством», потому что они подобны пустынным черепахам, которые в конечном итоге выиграют гонку. Им требуется мало ресурсов, кроме начальных инвестиций и терпеливых фермеров, чтобы восстановить потенциал производства продуктов питания на маргинальных землях», - говорит Набхан.