Legume Futures

Legume Futures (Legume-supported cropping systems for Europe) – это международный исследовательский проект, финансируемый Рамочной программой 7 Европейского союза. Целью проекта было развитие использования бобовых культур в системах земледелия для улучшения экономических и экологических показателей европейского сельского хозяйства. Проект Legume Futures официально завершился 28 февраля 2014 года.

Project logo

Проектный консорциум

Координирование: Bob Rees, Scotland’s Rural College Длительность проекта: March 2010 to February 2014  

Партнёры проекта:

• Scotlands Rural College
• University of Helsinki
• The James Hutton Institute
• Trinity College Dublin
• Leibniz-Centre for Agricultural Landscape Research
• Donal Murphy-Bokern
• Aarhus University
• Agricultural University of Athens
• Institute of Soil Science and Plant Cultivation
• Agricultural Research Centre for International Development
• Agrifood Research Finland
• The Swedish University of Agricultural Sciences
• University of Cordoba
• von Thünen Institüt
• Università Mediterranea di Reggio Calabria
• Agricultural University of Romania
• Teagasc
• Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek
• The Institute of Field and Vegetable Crops
• University of Novi Sad

Описание проекта

Проект Legume Futures  направлен на предоставлении знаний и технологий для оптимизации использования бобовых в европейских сельскохозяйственных системах и содействие развитию партнерских связей, необходимых для достижения этой цели.Консорциум использовал сочетание тематических исследований, моделирования и новых данных для улучшения понимания севооборотов и систем земледелия для улучшения производства бобовых. Консорциум оценил экосистемные услуги, предоставляемые бобовыми, и экономику производства бобовых в ЕС. Основополагающим для более широкого и долгосрочного воздействия проекта, проект также рассмотрел политические предпосылки и варианты.

Используя обширную сеть из 18 тематических исследований в 12 странах, проект Legume Futures анализировал и оценил текущее состояние бобовых в европейских системах земледелия,экономические, экологические и ресурсные эффекты новых и новейших систем земледелия, в которых бобовые являются компонентом. Метод тематических исследований позволил понять текущее состояние производства бобовых в различных агроклиматических зонах, влияние бобовых в системах земледелия и предпологаемые барьеры для их производства. Это было достигнуто частично путем обсуждения с обширной сетью исследователей, консультантов, производителей и гражданского общества. Второй подход объединил информацию, собранную в сети 18 долгосрочных и хорошо документированных экспериментов. Накопленные в результате обоих подходов интеллектуальные данные были использованы для разработки биофизических и экономических моделей систем земледелия как на уровне отдельных хозяйств, так и на уровне регионов. Используя пять контрастных регионов Европы (Восточная Шотландия (Великобритания), Калабрия (ИТ), Суд-Мунтена (РО) Вестергётланд (SE) и Бранденбург (DE), был проведен тщательный анализ существующих и новых схем севооборотов для изучения их экономических и агрономических последствий. В большинстве случаев севообороты, включающие бобовые культуры, были более выгодными, чем те, которые не включали их. Однако в Швеции и Германии севообороты на основе бобовых были менее прибыльными и, по мнению фермеров, представляли более высокий риск, чем обычные севообороты без бобовых. Таким образом, при текущих оценках стоимости культур и производственных затрат, во многих европейских условиях включение бобовых в севообороты уже экономически выгодно. Иногда бобовые использовались как дополнительная культура в севообороте, а иногда как прямая замена другой культуры. Созданные севообороты отражают наблюдения из разных регионов за “до- и “после-севооборотным” влиянием бобовых на урожайность, поглощение азота, качество и здоровье последующих культур.

Зерновые культуры после бобовых могут давать урожай на 25% больше, чем непрерывные зерновые культуры, и данное исследование предполагает, что это в основном связано с процессами, влияющими на поглощение питательных веществ и борьбу с вредителями и болезнями. Величина этого эффекта зависит от вида, например, культуры с высокой биомассой, такие как конские бобы, обычно дают больший эффект, чем культуры с низкой биомассой, такие как нут. Участок также влияет на этот эффект перед посевом. Наибольший эффект от введения бобовых культур наблюдается в районах с преимущественно зерновым севооборотом, как например, в Польше и Северной Италии.

Меры политики, доступные в 2014 году в рамках Единой Сельскохозяйственной Политики, показали, что они имеют ограниченные возможности для увеличения выращивания бобовых культур в пахотном земледелии. Моделирование влияния потенциальной Европейской политики до 2020 года показало, что “Премиальная плата для бобовых” предоставит наилучшую возможность остановить снижение выращивания зернобобовых культур.

Доводы в пользу расширения производства бобовых в Европе обычно основываются на предполагаемом использовании ресурсов и экологических преимуществах (замена азото удобрений, снижение выбросов парниковых газов, улучшение биоразнообразия и т.д.). Проект Legume Futures непосредственно оценил эти воздействия. Биологическая фиксация азота (БФА) происходит в бобовых культурах в результате симбиотических отношений между растением и микроорганизмами. В литературе существуют различные оценки важности фиксации азота в качестве вклада в Европейский азотный цикл. Большинство опубликованных оценок просто умножают площадь посевов БФА на единицу площади. Повторный анализ существующей литературы, проведенный в рамках проекта с учетом различий в урожайности сельскохозяйственных культур в Европе, показал, что в 2009 году в ЕС27 сельскохозяйственными бобовыми культурами было зафиксировано 811 Гг азота (0,811 млн. тонн). Общее количество азота, зафиксированного кормовыми бобовыми, составило 586 Гг, в том числе 414 Гг , с постоянных пастбищ и 172 Гг , с временных пастбищ. Что касается зернобобовых, то в общей фиксации, 225 Гг доминировали горох, конские бобы и соевые бобы, на долю которых приходилось около трех четвертей зафиксированного азота.

Потери закиси азота из бобовых и не бобовых систем изучались как в кормовых, так и в зернобобовых культурах, с учётом признанного пробела в знаниях в этой области. Мы измерили выбросы закиси азота на ряде участков, бобовых и последующих культур, используя согласованный протокол, и сосредоточились на количественном определении доли закиси азота, выделяемой в процессе фиксации азота, и интенсивности выбросов (количество закиси азота, выделяемое на единицу произведённой культуры). В ходе исследования мы установили, что использование бобовых культур (как зерновых, так и кормовых) в сельскохозяйственных системах может значительно сократить выбросы закиси азота и интенсивность выбросов. Общий средний коэффициент выбросов азота, фиксированного бобовыми, составил 0,14 % (по сравнению с 1 % для азота из удобрений), что привело к годовому потоку N2O в размере 0,41 кг N2O-N/га для конских бобов и 0,54 кг N2O-N/га для гороха. Это примерно 40-50% от фонового потока N2O по умолчанию, используемого IPPC для учета минерализации растительных остатков и атмосферного осаждения. Анализ в континентальном масштабе с использованием методов оценки жизненного цикла, проведенный в рамках проекта Legume Futures, сравнил выбросы парниковых газов от бобовых культур, выращиваемых в Европе, с выбросами бобовых культур, выращиваемых в других странах. Общее влияние производства большего количества зернобобовых в Европе включает небольшую климатическую выгоду по сравнению с импортом соевых бобов в Европу. Приблизительно 280 кг CO2eq можно избежать на каждом гектаре, занятом горохом вместо пшеницы в Европе. Аналогично, 175 кг СО2 eq. на каждый гектар конских бобов, производимых вместо пшеницы в Европе.

Для количественной оценки влияния бобовых культур на биоразнообразие, по всей сети оценивалось их воздействие на дикорастущие растения, дождевых червей, наземных активных беспозвоночных и Карабоидные, а также активность питания почвенной фауны. Несмотря на различия между участками и культурами, последовательного влияния включения бобовых в систему на биоразнообразие не наблюдалось.

Бобовые также развили много биохимических механизмов, которые защищают их от травоядных, и биоактивность этих соединений делает их пригодными для многих новых и непищевых целей, включая обеспечение новых кормов для скота, фиторемедиацию. Обзор новых и непродовольственных видов использования бобовых показал их ценность для целого ряда применений в качестве новых кормов для животных и непродовольственных целей. В дикой природе биологическая фиксация азота является характерной чертой пионерных растительных сообществ, и эта характеристика обеспечивается видами бобовых. В связи с этим бобовые могут играть особую роль в улучшении агрономического качества почв, которые являются маргинальными для сельского хозяйства.

Подтверждение

Legume Futures получила финансирование от Седьмой программы Европейского Союза по исследованиям, технологическим разработкам и демонстрациям в рамках гранта № 245216.