В статье, опубликованной в журнале Nature Plants, авторы с помощью экспериментов показали, что в ближайшие годы количество азотных удобрений при выращивании пшеницы придется увеличить в 4 раза, чтобы использовать потенциал урожайности сортов и прокормить растущее население планеты. Увеличение количества азота окажет негативное влияние на экосистемы сельхозугодий. В исследовании приняли участие ученые из Лейбницкого центра изучения сельскохозяйственных ландшафтов (ZALF).

Авторы исследования выступают за разработку стратегий по улучшению поглощения азота пшеницей. При выращивании пшеницы только 48% внесенных удобрений усваивается культурой. Большая часть внесенного азота выщелачивается в почву или выбрасывается в воздух. Избыток азотных удобрений загрязняет качество воды, приводит к большим выбросам парниковых газов и является одной из основных причин потери биоразнообразия.

В исследовании были использованы имитационные модели для самых высокоурожайных сортов пшеницы с целью моделирования потенциального повышения урожайности и связанных с этим потребностей в азоте. Различные сценарии изменения климата были применены к основным регионам выращивания пшеницы в мире.

«Наши результаты показывают, что нам необходимо сосредоточиться в первую очередь на том, чтобы азот был доступен растениям в почве и эффективно усваивался ими. Это оказывает существенное влияние не только на урожайность пшеницы, но и на окружающую среду. Учитывая негативное влияние избытка азота на климат и окружающую среду, мы не можем дальше увеличивать внесение удобрений, а должны подумать об альтернативах», — говорит профессор Франк Эверт, научный директор ZALF и соавтор исследования.

Одним из решений проблемы, обсуждаемых авторами, является выведение сортов пшеницы, которые лучше поглощают и утилизируют азот. Необходимы и другие методы ведения сельского хозяйства, например, сочетание пшеницы с бобовыми культурами, которые могут производить азот. Однако ни одно из этих решений само по себе не обеспечит необходимую интенсификацию производства пшеницы, необходима разумная интеграция агрономических, генетических и социально-экономических факторов.