Legume Futures

Legume Futures (Legume-supported cropping systems for Europe/системи землеробства з підтримкою бобових культур) – міжнародний дослідницький проєкт, який фінансувався Рамковою програмою 7 Європейського Союзу. Його метою було розвинути використання бобових культур у системах сільськогосподарських культур для покращення економічних та екологічних показників європейського сільського господарства.

Проєкт Legume Futures офіційно завершився 28 лютого 2014 року.

Консорціум проєкту

Координатором даного проєкту був Bob Rees, Scotland’s Rural College. Партнерами є:

• 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

Опис проєкту

Проєкт Legume Futures мав на меті надати інформацію, знання та технології для оптимізації використання бобових культур у європейських сільськогосподарських системах та сприяти партнерству, необхідному для досягнення цієї мети. Консорціум використовував комбінацію тематичних досліджень, моделювання та нових даних для поглиблення розуміння сівозміни і системи землеробства для покращення виробництва бобових. Консорціум оцінив вклад в екосистему, який надають бобові, і економіку виробництва бобових в ЄС. Основою для розширеного та довгострокового впливу проєкту є те, що в ньому також розглянуто політичні передумови та варіанти.

Використовуючи розгалужену мережу з 18 тематичних досліджень у 12 країнах, проект Legume Futures оцінив поточний статус бобових культур у європейських системах землеробства, економічні, екологічні та ресурсні наслідки нових і новітніх систем землеробства, компонентом яких є бобові. Підхід на основі тематичних досліджень розвинув розуміння поточного стану виробництва бобових у різних агрокліматичних зонах, а також вплив бобових на системи вирощування культур і можливі перешкоди для виробництва. Цього було досягнуто частково завдяки обговоренню з розгалуженою мережею дослідників, консультантів, виробників та громадянським суспільством. Другий підхід об’єднав інформацію, зібрану з мережі 18 довготривалих і добре задокументованих експериментів. Накопичені в результаті обох підходів інтелектуальні дані було використано для розробки біофізичних та економічних моделей систем вирощування сільськогосподарських культур як на рівні фермерських господарств, так і в регіональному масштабі. Використовуючи п’ять контрастних регіонів Європи: Східна Шотландія (Велика Британія), Калабрія (Італія), Суд-Мунтена (Румунія), Вестергьотланд (Швеція) і Бранденбург (Німеччина), було проведено ретельний аналіз існуючих і нових схем сівозмін для вивчення їх економічних та агрономічних наслідків. У більшості випадків сівозміни, які включали бобові, були більш прибутковими, ніж без бобових. Однак у Швеції та Німеччині сівозміни на основі бобових були менш прибутковими, і фермери вважали їх більш ризикованими, ніж традиційні сівозміни без бобових. Таким чином, за поточних оцінок вартості врожаю та витрат на виробництво, в багатьох європейських умовах включати бобові в сівозміну вже економічно вигідно. Бобові іноді використовувались як додаткова культура у сівозміні, а іноді як пряма заміна іншої культури. Розроблені сівозміни відображають результати спостережень щодо впливу бобових культур у якості попередника на врожайність, поглинання азоту, якість і здоров’я наступних культур в різних регіонах.

Зернові після бобових культур можуть давати на 25% більше врожаю, ніж при безперервному вирощуванні зернових, і дане дослідження показує, що це значною мірою пов’язано з процесами, які впливають на поглинання поживних речовин і боротьбу зі шкідниками та хворобами. Величина цього ефекту змінюється залежно від виду культури, наприклад, культури з великою біомасою, такі як кінські боби, зазвичай дають більший ефект, ніж культури з малою біомасою, такі як нут. На ефективність бобової культури як попередника також впливають умови конкретної ділянки. Найбільший ефект від введення зернобобових спостерігається в районах, де переважають зернові сівозміни, наприклад, у Польщі та Північній Італії.

Політичні заходи, доступні в 2014 році в рамках Спільної сільськогосподарської політики, показали обмежені можливості для збільшення обсягів вирощування бобових культур у землеробстві. Моделювання впливу потенційної Європейської політики до 2020 року показало, що найкращою можливістю зупинити спад у вирощуванні зернобобових культур буде «Преміальний платіж за бобові».

Обґрунтування розширення обсягів виробництва бобових у Європі зазвичай базується на очікуваному використанні ресурсів і перевагах для навколишнього середовища (заміна азотних добрив, зменшення викидів парникових газів, покращення біорізноманіття тощо). Проєкт Legume Futures безпосередньо оцінив цей вплив. У результаті симбіотичних відносин між рослиною та мікроорганізмами в бобових культурах відбувається біологічна фіксація азоту (БФА). У літературі існують різні оцінки важливості фіксації азоту як внеску в Європейський цикл азоту. Більшість опублікованих оцінок просто множать площу посіву на БФА на одиниці площі. Повторний аналіз наявної літератури в рамках проєкту для додаткового врахування коливань у врожайності сільськогосподарських культур у Європі показав, що 2009 року у 27 країнах ЄС сільськогосподарськими бобовими культурами  було зафіксовано 811 Гг азоту (0,811 млн. тонн). Загальна кількість азоту, зафіксованого кормовими бобовими культурами, становила 586 Гг, у тому числі 414 Гг на постійних пасовищах і 172 Гг на тимчасових пасовищах. Загальна фіксація азоту зернобобовими культурами становила 225 Гг, переважно за рахунок гороху, квасолі та сої, на ці культури припадало приблизно три чверті фіксованого азоту.

Втрати закису азоту з бобових і небобових систем вивчалися як на кормових бобових, так і на зернобобових культурах, щоб усунути прогалину в знаннях у цій галузі. Ми виміряли викиди закису азоту на різних ділянках, у посівах бобових і наступних культур, використовуючи узгоджений протокол, і зосередилися на кількісному визначенні частки закису азоту, що вивільняється в процесі фіксації азоту, та інтенсивності викидів (кількість закису азоту, що виділяється на одиницю вирощеного врожаю). Завдяки цьому дослідженню ми встановили, що використання зернобобових культур (як зернових, так і кормових) у системі землеробства може значно зменшити обсяги та інтенсивність викидів закису азоту. Загальний середній коефіцієнт викидів для азоту, фіксованого бобовими культурами, становив 0,14 % (порівняно з 1 % для азоту добрив), що призвело до річного потоку N2O на рівні 0,41 кг N2O-N/га для кінських бобів та 0,54 кг N2O-N/га для гороху. Це становить приблизно від 40 до 50% стандартного фонового потоку N2O, який використовується IPCC (Міжурядовою групою експертів зі зміни клімату) для врахування мінералізації рослинних решток і атмосферних опадів. Аналіз в континентальному масштабі з використанням методів оцінки життєвого циклу, проведений у рамках проєкту Legume Futures, порівнював викиди парникових газів для бобових, вирощених у Європі, і вирощених в інших країнах. Загальний вплив виробництва більшої кількості зернобобових культур у Європі включає невелику кліматичну вигоду порівняно з імпортом сої до Європи. На кожному гектарі, зайнятому горохом замість пшениці в Європі, можна зменшити викиди СО2 приблизно на 280 кг CO2-еквівалентів. Подібним чином при вирощуванні кінських бобів замість пшениці в Європі можна зменшити викиди на 175 кг CO2-еквівалентів на кожен гектар посівів

Для кількісної оцінки впливу бобових на біорізноманіття в мережі досліджень було оцінено їх вплив на несільськогосподарську дикорослу рослинність, дощових черв’яків, наземних активних безхребетних і жужелиць (Carabidae), а також на активність живлення ґрунтової фауни. Хоча існували відмінності між ділянками та культурами, жодного послідовного впливу на біорізноманіття при включенні бобових у систему не спостерігалося .

Бобові також розвинули багато біохімічних механізмів, які захищають їх від травоїдних тварин, і біоактивність цих сполук робить їх придатними для багатьох новітніх і нехарчових цілей, включаючи забезпечення нових кормів для худоби, фіторемедіацію. Огляд новітніх і нехарчових цілей використання бобових продемонстрував їхню цінність для цілого ряду застосувань у якості нових кормів для тварин і для нехарчових цілей. У дикій природі біологічна фіксація азоту є характерною рисою піонерних рослинних угруповань, і ця характеристика забезпечується видами бобових. У зв’язку з цим бобові культури можуть відігравати особливу роль у покращенні агрономічної якості ґрунтів, які є маргінальними для сільського господарства.

Подяки

Системи землеробства, заснованого на бобових, для Європи (Legume Futures) — це спільний дослідницький проєкт, який фінансується Сьомою Програмою Європейського Союзу з досліджень, технологічних розробок і демонстрації за грантом №245216.