Вплив глобального потепління на агротехнології

У зв'язку з тим, що антропогенні зміни клімату, які пов'язані з розвитком важкої й автомобільної промисловості, мають глобальний характер, їхні дослідження проводяться в міжнародному масштабі під егідою Всесвітньої метеорологіч­ної організації (ВМО) при Організації Об'єднаних Націй.

На підставі досліджень Кембріджського університету, Ко­ролівського метеорологічного товариства Департаменту фізі­ології і вивчення навколишнього середовища (Велика Брита­нія), Департаменту енергетики СІЛА, Міжнародного інститу­ту системного аналізу (Австрія), Комісії з агрометеорології ВМО вчені прогнозують три основні напрями, за якими під буватиметься вплив глобального потепління на об'єкти сіль­ськогосподарського виробництва:

- посилення концентрації вуглекислого газу в атмосфері відіб'ється на розвиткові й рості польових культур і супутніх бур'янів;

- під впливом вуглекислого газу й інших домішок легких газів в атмосфері (метану, окислів азоту) змінюватиметься клімат, що призведе до значного коливання температури по­вітря, зміни режиму тривалості відкритого сонячного сяйва і кількості опадів, а це, в свою чергу, позначиться на продук­тивності рослинництва і тваринництва;

- стійке підвищення температури повітря спричинить посилене танення льодовиків і підняття рівня води в морях і океанах, що супроводжуватиметься затопленням великих прибережних територій і скороченням площ сільськогоспо­дарських угідь.

Збільшення кількості вуглекислого газу (СО₂) в атмосфері сприятливо вплине на продуктивність рослинництва. Адже вуглекислий газ є життєво необхідним чинником у процесі фотосинтезу рослин. Збільшеним його кількості сприятиме прискоренню росту фітоценозі» завдяки збільшенню акуму­ляції продуктів фотосинтезу — карбогідратів.

Передбачається, що збільшення кількості вуглекислого газу удвічі прискорить темпи фотосинтезу на 30-100 відсот­ків залежно від рівня температури повітря і забезпечення ко­реневої системи доступною вологою. Відомо, що різні види рослин по-різному реагують на високий рівень СО₂. Зокрема, група рослин С-3 (при біохімічних реакціях утворює первин­ний продукт із трьома атомами вуглецю) при збільшенні вуг­лекислого газу в повітрі швидко ростуть і достигають. До них належать рослини пшениці, ячменю, соняшнику, рису і сої. Розрахунки показують, що збільшення концентрації вугле­кислого газу може призвести до підвищення врожаю цих культур на 20-36 відсотків.

Менш чутливі до збільшення С0₂ рослини групи С-4, в яких первинний продукт у біохімічних реакціях має чотири атоми вуглецю. До цієї групи належать рослини кукурудзи, сорго, цукрових буряків й проса. Передбачається, що збіль­шення концентрації вуглекислого газу призведе до зменшен­ня площ під цими культурами, тому що інтенсивний ріст су­путніх бур'янів глушитиме культурні рослини, зводячи на­нівець їхню продуктивність.

Через те, що культури групи С-4 у низці регіонів вносять дуже вагомий внесок у продовольчий вал сільськогосподар­ської продукції, варто очікувати великих труднощів із забез­печенням продовольством, яке виробляється із врожаю цих культур.

Дослідники-біологи прогнозують: через те, що більшість бур'янів, характерних для посівів групи С-3, є рослинами групи С-4, варто очікувати поліпшення фітосанітарного ста­ну посівів пшениці, ячменю, соняшнику, рису і сої, адже су­путні цим рослинам бур'яни відставатимуть у розвиткові й рості. Завдяки цьому посіви культур групи С-3 мають велику перспективу для розширення площ у сівозміні. Проте варто бути готовим до того, що збільшення кількості азоту в атмос­фері може негативно позначитися на якості зерна, а саме: спричинити зниження рівня азотистих речовин. Це призведе до зменшення кількості білка і зниження поживності про­дуктів, що, в свою чергу, відіб'ється на раціоні харчування тварин і населення. Отже, рослини стануть менш поживними і для сільськогосподарських шкідників - комах, які поїда-тимуть більшу кількість рослинної маси для задоволення потреби в білках.

Передбачається також, що збільшення вуглекислоти зу­мовить зменшення розмірів чечевичок на листках рослин, через які відбувається процес поглинання вуглекислого газу і випаровування вологи. Зменшення втрати води призведе до зниження потреби рослин у зрошенні й атмосферних опадах. Унаслідок цього, зменшиться дефіцит водоспоживання в по­сушливих зонах землеробства.

Температура повітря є одним із головних чинників розвит­ку і росту фітоценозів. Підвищення її, унаслідок глобального потепління, призведе до прискорення накопичення кількості ефективного тепла, необхідного для проходження фаз роз­витку рослин. Отже, з підвищенням температури тривалість міжфазних періодів скорочуватиметься. Коротшим виявить­ся тривалість вегетаційного циклу сільськогосподарських культур. Тому терміни достигання і збирання польових культур виявляться більш ранніми.

Відомо, що продуктивність пізньостиглих культур вища, ніж ранньостиглих. Тому скорочення тривалості періоду веге­тації призведе до зниження врожайності зернових культур.

З іншого боку, збільшення концентрації вуглекислого га­зу зумовить зростання вегетативної маси, завдяки чому під­вищиться врожайність трав і коренеплідних культур, особ­ливо цукрових буряків й картоплі.

Велику небезпеку для сільськогосподарського виробництва становить підвищення температури повітря до рівня, що пере­вищує оптимальне і припустиме максимальне значения (вище 30°С), за якого коренева система рослин не в змозі компенсува­ти і відшкодовувати витрату пологи на транспірацію листко­вою поверхнею. За прогнозами вчених, значна частина терито­рії Північної Америки, Азії та європейських долин, що час­тково охоплюють Україну, де нині розташовані "зернові" зо­ни, може постраждати від глобального підвищення температу­ри. Передбачається, що в цих регіонах скоротиться період роз­витку зернових культур і знизяться їхні врожаї.

Високий рівень температури повітря негативно вплине на режим зволоження ґрунту у зв'язку з посиленням випарову­вання води. Прогнозується поява значних площ з недостат­нім зволоженням в Австралії, США, Франції, республіках Середньої Азії, Україні, а також Великій Британії, де, як ві­домо, близькість океанічної води сприяє зволоженню повіт­ря і випаданню опадів. У цих країнах через пересихання ґрунту на сільськогосподарських полях землеробство буде малоефективним.

Розрахунки показують, що за останнє століття середня річна температура повітря в Сибіру і на сході Китаю підви­щилася на 2...4°С при загальному потеплінні на Північній півкулі Землі в межах 0,6...1°С. Передбачається, що до кінця 2050 року глобальна температура підвищиться на 2...5°С. Якщо це відбудеться, то межі природних зон зрушаться на північ на 150-550 км, що спричинить відповідне скорочення площі вічної мерзлоти і льодовиків. Моделювання змін клі­мату дає змогу прогнозувати скорочення до 40-50 відсотків території тайги і тундри.

Підвищений температурний режим збільшить імовірність лісових пожеж і скорочення площ тайгового лісу. Внаслідок цього збільшаться площі степів у Сибіру й Канаді, де клімат схожий за своїми характеристиками. Завдяки цьому на цих територіях з'явиться можливість розширити площі під посі­ви сільськогосподарських культур там, де існує вічна мер­злота. Отже, глобальне потепління в перспективі принесе для цієї території відчутне благополуччя: північні болота пе­ретворяться на благодатні пасовища, а навколишнє середо­вище стане теплим і комфортним для проживання і заняття землеробством.

Поряд з позитивними наслідками трансформації кліма­тичних умов унаслідок глобального потепління і виникнення парникового ефекту зростає небезпека природних катакліз-мів, які проявлятимуться у різких змінах погоди, зміні зви­чайного режиму випадання опадів і настанні перших осінніх і останніх весняних заморозків, збільшенні кількості спекот-них днів, на зміну яким приходитиме похолодання зі злива­ми й ураганними вітрами. При цьому неминучі величезні втрати в сільськогосподарському виробництві, а також ін­ших галузях народного господарства.

Різке зниження врожаю зернових культур відбувається, коли денна температура перевищує 35°С. Якщо, внаслідок глобального потепління, середня річна температура підви­щиться на 3-4°С, виробництво пшениці стане неможливим у країнах тропічних і субтропічних поясів. Зменшення врожаю зернових культур при цьому також неминуче в країнах із помірним кліматом, де від трансформації навколишнього середовища може різко скоротитися період залягання сніж­ного покриву, зменшиться його товщина. Це призведе до ско­рочення періоду зимової яровизації пшениці, під час якої в рослинах формуються необхідні передумови для початку і прискорення процесу цвітіння і закладення колосу, що спри­чинить зниження врожаю.

Залишається не з'ясованим до кінця питання про вплив глобального потепління на родючість та ерозію ґрунтів. Більш високі річні температури, поза сумнівом, сприяти­муть посиленню діяльності мікробної флори у ґрунті, що здатна розкладати більшу кількість органічних залишків, а отже - підвищиться родючість орного шару. Однак збільшен­ня кореневої біомаси, що відбудеться в результаті підвищен­ня рівня фотосинтезу рослин, може зменшити ефект зростан­ня родючості.

Негативно вплине на родючість ґрунту збільшення кіль­кості опадів через посилене вимивання поживних (мінераль­них та органічних) речовин із ґрунту. Найбільше постражда­ють від цього регіони з достатнім і надлишковим зволожен­ням його, що має місце в північних районах Росії і на Поліс­сі України. Розрахунки показують, що збільшення опадів на ЗО відсотків призведе до зниження родючості ґрунту на цій території на 20 відсотків і більше. Для відновлення його слід вносити значну кількість добрив.

У регіонах, де кількість опадів зменшиться, а спека поси­литься, прогресуватиме ерозія ґрунту, наслідком якої є збільшення повторюваності пилових бур. У Центральній Азії нині пилові бурі спостерігаються 20-30 днів на рік. Збіль­шення у 2-3 рази їхньої повторюваності призведе до опусте-лювання території.

Глобальне потепління загрожує посиленням розмноження і міграцією комах-шкідників сільськогосподарських куль­тур. За прогнозами дослідників-ентомологів, багато комах з підвищенням температури швидко розселятимуться в тих регіонах, що раніше були для них недоступними через брак тепла. Передбачається, наприклад, що європейський зерно­вий точильник при загальному підвищенні температури на 1°С зможе давати чотири покоління і пошириться в північні райони на 165-500 км. У тепліших кліматичних умовах ко-махи-шкідники почнуть розвиватися в більш ранні періоди і нападати на рослини, що не встигли зміцніти. Це призведе до значних втрат біомаси і зниження врожаю.

Варто також припустити, що з потеплінням клімату швид­ше й інтенсивніше відбуватиметься поширення захворювань сільськогосподарських тварин. Деякі "південні" хвороби тварин можуть поширитися вглиб північних районів. Тому реально припустити, що таке південне захворювання тварин, як, наприклад, африканська свиняча лихоманка, може з'явитися у південних регіонах Росії й України.

Невідтворним наслідком глобального потепління на Землі є підняття рівня відкритих морів. Парниковий ефект спри­чинить до танення льодовиків та айсбергів, унаслідок чого підвищиться рівень води в морях і океанах. Згідно з розра­хунками, до 2030 року вода підніметься на 9-29, а До 2090-го - на 96 см. Затоплення сільськогосподарських угідь охопить 27 країн. Серед них найбільше постраждають Бангладеш (втратить 21% сільськогосподарських угідь), Єгипет (20%), Таїланд, Китай, Японія, Австралія, західна частина Данії, Індонезія, штат Луїзіана (США). Міста Японії Токіо, Осака і Нагойя з п'ятдесятьма відсотками промислового виробниц­тва, розташовані в критичній прибережній зоні, де близько 860 квадратних кілометрів їхньої території, вже нині перебу­вають нижче середнього рівня моря.

Підвищеною засоленістю ґрунтів і ґрунтових вод характе­ризуватиметься територія, що примикає до затопленої зони, у зв'язку з чим гостро постане питання про передислокацію землеробства в інші зони.

Світова громадськість забила на сполох: у 1997 році біль­шість країн світу підписали в Японії Кіотський протокол, відповідно до якого промислово розвинуті країни, у тому числі Росія й Україна, зобов'язалися зменшити викиди в ат­мосферу газів та інших шкідливих речовин, що призводять до парникового ефекту, не менш ніж на 5 відсотків. До 2008-2010 року інші держави також зобов'язалися скороти­ти викиди на 6-10 відсотків.

Левова частка викиду легких газів припадає на промисло­ві підприємства й автомобільний транспорт. Серед інших "сподвижників" парникового ефекту (вугільна і нафтова про­мисловості, тваринництво й інші види господарської діяль­ності людини) вагомий внесок вносить така, на перший погляд, "безневинна" галузь сільського господарства, як ри­сівництво. Залиті водою рисові поля є джерелом метану, що утворюється за активного розкладання внесених органічних добрив та інших залишків органічного походження. Як пока­зали дослідження, саме "рисовий" метан становить 20 відсот­ків усієї світової метанової емісії.

Ознайомившись з результатами досліджень і прогнозом наслідків і перспектив подальшого розвитку сільського гос­подарства, з огляду на прийдешню і невідворотну антропо­генну трансформацію навколишнього середовища, варто взя­ти до уваги те, що природа мас. чудону кластивість - саморе­гуляції і прагнення до балансу ногатину з позитивом (лихо не без добра). У міру прояву тих чи інших змін у навколишньо­му середовищі та живій природі життя на Землі (не без учас­ті людини) адаптуватиметься до нових умов. Нові проблеми в землеробстві вирішуватимуться за допомогою селекції нових сортів і гібридів сільськогосподарських культур, контролю за фітосанітарним станом посівів і впровадження нових тех­нологій у рослинництві. Важливо своєчасно помітити тен­денцію зміни навколишнього середовища і реакцію на неї по­льових культур, аби встигнути підготуватися до проведення цілеспрямованих заходів щодо раціоналізації сільськогоспо­дарського виробництва в нових умовах.

РОЗДІЛ 3.