Періодичне підсушування рисових чеків у межах режиму alternate wetting and drying (AWD) у багатьох дослідженнях давало суттєве зниження викидів метану, а поєднання з точнішим внесенням азоту та добором сортів може посилювати ефект. Водночас огляд наголошує на компромісах — зокрема можливому зростанні N2O та ризиках для врожайності в окремих умовах.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на сайт Global Agriculture.
Рисівники можуть приблизно вдвічі скоротити викиди метану з чеків, якщо періодично давати ґрунту підсихати, а додаткові зниження можливі за поєднання водного режиму з глибшим внесенням сечовини, збалансованим удобренням і добором сортів із нижчими викидами. Такі висновки наведено в огляді, підготовленому групою дослідників під керівництвом Kyungpook National University (Південна Корея) та опублікованому в журналі Rice Science. Автори підкреслюють, що це саме огляд попередніх польових і лабораторних робіт, а не нове польове випробування.
За оцінками, на які посилаються автори (зокрема дані МГЕЗК/IPCC), рисові поля щороку викидають 30–50 млн т метану — це близько 8–12% усіх антропогенних викидів цього газу. В огляді також зазначено, що за 100-річним горизонтом метан утримує приблизно у 27 разів більше тепла, ніж CO2 (у перерахунку «кілограм до кілограма»).
Чому затоплені чеки «генерують» метан
Механізм пов’язаний із постійним шаром води: типово затоплений чек утримує 5–10 см води, що обмежує доступ кисню до ґрунту. Коли в ґрунті вичерпуються інші акцептори електронів (нітрати, сполуки заліза та сульфати), активізуються метаногени — анаеробні археї, які розкладають рослинні рештки, гній і сполуки, що надходять із кореневих виділень рису, утворюючи метан як побічний продукт.
Паралельно існує «противага» — метанотрофи, які споживають метан, але їм потрібен кисень, тому в перезволоженому ґрунті їхня роль обмежена. Далі значна частина метану виходить у повітря через саму рослину: повітроносні тканини (аеренхіма) в коренях і стеблах, за даними огляду, забезпечують 80–90% польових викидів, переважно через пори в нижніх листкових піхвах.
Окремо автори звертають увагу на температурний фактор: у діапазоні 15–30°C утворення метану зростає у 2,5–3,5 раза на кожні +10°C, що є ризиком для регіонів вирощування рису, які теплішають.
Що показують польові дані щодо водного режиму
Найбільш стабільний ефект у зниженні метану, за висновками огляду, дає водний менеджмент. У режимі AWD рівень води дозволяють знижувати до 15 см нижче поверхні ґрунту, після чого поле знову затоплюють; виняток — приблизно тиждень до та після цвітіння.
- У дослідженнях, розглянутих в огляді, AWD у Каліфорнії забезпечував скорочення метану на 60–87% за стабільної або вищої врожайності; в іншому випробуванні зафіксовано зниження на 51,6%.
- Метааналіз, наведений авторами, показав, що AWD зменшував сумарний «потеплювальний ефект» метану та закису азоту на 46,9% порівняно з безперервним затопленням.
- Осушення полів у міжсезоння (fallow season) між культурами знижувало річні викиди на 48–68%.
Водночас огляд прямо вказує на компроміси. В одному італійському випробуванні AWD зменшив використання води на 70% і метан — на 97%, але врожайність впала на третину, а викиди N2O зросли у п’ять разів. Автори зазначають, що N2O зазвичай лишається меншою часткою загальних викидів, однак ризики для врожайності на рівні господарства потребують управління.
Добрива як другий важіль: глибше внесення та баланс елементів
Другий блок рішень у огляді — підхід до азотного живлення та форми добрив.
- Urea deep placement (UDP): сечовину загортають на 7–10 см у ґрунт замість поверхневого розкидання. Це, за оглядом, підвищує ефективність використання азоту, а «глобальна оцінка», на яку посилаються автори, дає зниження метану на 24,6%.
- Сульфатні форми азоту: амоній сульфат зменшував викиди на 23–36% у різних дослідженнях; амоній тіосульфат — на 38–60% залежно від дози.
- Збалансоване NPK: внесення азоту, фосфору й калію разом знижувало викиди на 48% порівняно з варіантом «лише азот». У огляді зазначено, що калій допомагає підтримувати більш окиснені умови в кореневій зоні.
Біочар і сорти: потенціал і неоднозначність
Щодо біочару (вуглецевого матеріалу з рослинних решток) автори описують перспективні, але неоднозначні результати. В одному аналізі 45 досліджень «високі» дози біочару за «помірного» азоту знижували метан на 82%, тоді як низькі дози і біочару, і азоту, навпаки, підвищували викиди; щонайменше в одному дослідженні після внесення біочару фіксували зростання емісій.
Добір сорту в огляді названо відносно «дешевшим» інструментом. Зазначено, що високоврожайні сорти часто мають нижчі викиди, оскільки більше вуглецю спрямовується в зерно, а не в кореневу систему. В одному дослідженні, наведеному в огляді, кожні 10% приросту біомаси рису відповідали зниженню метану на 10,3%.
Для корейських сортів у матеріалі наведено приклад розкиду сезонних викидів: від 36,9 г/м² для Dasanbyeo до 76 г/м² для Mangeumbyeo (приблизно дворазова різниця). Також зазначено, що ранньостиглі типи та рис japonica загалом мають нижчі викиди, ніж пізньостиглі та indica.
Комбінація практик і що це означає для виробництва
Ключовий висновок огляду — «однієї практики недостатньо»: поєднання AWD із UDP або біочаром дає глибші скорочення, ніж будь-який один захід, і може підтримувати або навіть підвищувати врожайність (залежно від умов конкретного господарства та регіону).
Серед напрямів, які автори вважають важливими для впровадження, — «розумне» зрошення (датчики вологості ґрунту в реальному часі, дистанційне зондування та автоматизоване керування водою) разом із точним управлінням живленням, а також селекція, зокрема за ознаками архітектури коренів і аеренхіми.
Водночас огляд підкреслює обмеження доказової бази: багато робіт прив’язані до окремих регіонів або методик, взаємодія між водним режимом, живленням і сортом вивчена недостатньо, а AWD, UDP і біочар потребують довгострокової, локально адаптованої перевірки. Найскладніше масштабувати такі підходи в регіонах із обмеженими ресурсами, де зосереджена значна частина дрібнотоварного рисівництва.