Ядерные технологии поддерживают растениеводство на засоленных почвах Ближнего Востока

16.05.20 13:54

Для решения двойной проблемы засоления почв и нехватки воды МАГАТЭ в партнерстве с продовольственной и сельскохозяйственной Организацией Объединенных Наций (Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO) оказало поддержку десяти странам региона, сталкивающимся с серьезным засолением, в совершенствовании методов управления почвой, водными ресурсами и растениеводством с использованием ядерных и изотопных методов.

 

Уже пять лет фермеры успешно выращивают сельскохозяйственные культуры в засоленных условиях со значительным урожаем. В настоящее время имеются руководящие принципы, призванные помочь странам производить различные сельскохозяйственные культуры на различных типах солонцовых почв.

 

МАГАТЭ в рамках своей программы технического сотрудничества и в партнерстве с FAO подготовило вместе с 60 учеными из Ирака, Иордании, Кувейта, Ливана, Омана, Катара, Саудовской Аравии, Сирии, Объединенных Арабских Эмиратов и Йемена, которые в настоящее время используют ядерные и изотопные методы для повышения урожайности сельскохозяйственных культур на засоленных почвах. Эти страны уасчтвуют в соглашении о сотрудничестве для арабских государств Азии в области научных исследований, разработок и подготовки кадров, связанных с ядерной наукой и технологией (ARASIA).

 

"Засоление почвы является динамичным и распространяется по всему миру в более чем 100 странах, и ни один континент не является полностью свободным от него, - сказал Мохаммад Заман, почвовед отделв FAO/МАГАТЭ ядерных методов в области продовольствия и сельского хозяйства. - Однако большинство стран Ближнего Востока сталкиваются с серьезным засолением, и это, по прогнозам, увеличится из-за изменения климата и его последствий: повышения уровня моря и повышения температуры воздуха. Основными проблемами в этих условиях являются доступность основных питательных веществ, особенно азота, а также воды для растений, которые испытывают негативное воздействие чрезмерного количества солей в почве".

 

Пусть все растет

 

С начала старта проекта в 2014 году 60 ученых прошли подготовку по ряду ядерных и изотопных методов, которые играют ключевую роль в определении количества азота и воды, необходимых растениям. Они включали использование нейтронных зондов влажности почвы для мониторинга уровня влажности почвы и изотопный метод азота-15, который использует стабильные изотопы, чтобы отслеживать, насколько эффективно сельскохозяйственные культуры реагируют на удобрения и принимают их. Информация, полученная с помощью этих методов, позволяет фермерам знать соответствующий тип и количество необходимых удобрений и воды, основываясь как на свойствах почвы, так и на типах культур.

 

При применении правильного вида оросительной воды, физико-химические условия почвы могут быть улучшены с течением времени, так как накопленная соль смывается, позволяя более широкому кругу культур прорастать и расти. В результате фермеры стран-участниц сумели успешно выращивать различные культуры и добиться высоких объемов производства. В качестве примеров можно привести просо в Ливане, ячмень и сафлор в Иордании и киноа (хлебная культура, относящаяся к псевдозерновым) в Объединенных Арабских Эмиратах.

 

Орошение засоленными грунтовыми водами

 

Засоление почвы в Ираке вызвано главным образом плохими методами орошения, такими как использование соленой воды и уплотнение почвы, что приводит к низкому дренажу. По оценкам FAO, в результате засоления Ирак теряет около 25 000 гектаров сельскохозяйственных угодий в год.

 

При поддержке МАГАТЭ и FAO растительная биомасса, полученная из растущих солеустойчивых культур, использовалась в качестве корма для животных. Количество площадей под культивацию увеличилось, поскольку фермеры мелиорировали засоленные земли – которые они теперь могли использовать для ведения сельского хозяйства. "Сотни фермеров теперь вернулись на свои земли из Северного Багдада в Южный", - сказал Ибрагим Бакри Адбулраззак, бывший генеральный директор директората сельскохозяйственных исследований Министерства науки и техники, который руководил проектом в Ираке.

 

Томаты орошаются солеными грунтовыми водами, поступающими в результате капельного орошения в пустынных районах к северу от города Карбала, Ирак. (фото: И. Абдулраззак, Министерство науки и техники, Ирак)

 

Огурцы орошаются солеными грунтовыми водами, поступающими в результате капельного орошения в пустынных районах к северу от Карбалы, Ирак. (фото: И. Абдулраззак, Министерство науки и техники, Ирак)

 

В Сирии нехватка пресной воды, ухудшение качества воды и засоление почв являются основными сдерживающими факторами для продуктивности сельского хозяйства и устойчивости природных ресурсов. "Результаты, полученные благодаря проекту, были очень ценными, - сказал Мусадак Джанат, научный сотрудник Комиссии по атомной энергии Сирии, которая возглавляла проект. - В течение трех лет средняя урожайность окры стала более 13 тонн с гектара, - сравнима с тем, что может быть достигнуто в несолевых условиях. Урожайность ячменя превысила 5 тонн с гектара и около 4,5 тонн в пересчете на сухую биомассу, несмотря на орошение засоленными грунтовыми водами, а просо дало более 3,5 тонн урожая зерна".

 

Бамия, выращенная на пострадавших от соли землях в Сирии (фото: М. Джанат/комиссия по атомной энергии Сирии)

 

Руководящие принципы для производства сельскохозяйственных культур на засоленных почвах

 

На основе опыта экспертов в различных странах были разработаны руководящие принципы оценки засоленности, смягчения последствий и адаптации с использованием ядерных и смежных методов для распространения знаний об устойчивом использовании засоленных земель и солоноватых вод, а также о засоленных деревьях и сельскохозяйственных культурах на засушливых землях.

 

"Эти рекомендации могут быть использованы для всех типов засоленных почв, помогая фермерам в различных регионах для расширения их производства", - сказал Заман.

 

Нейтронный зонд влажности почвы и изотопный метод азота-15

 

Нейтронные зонды влажности почвы используются для мониторинга уровня влажности в почве. Во время измерений зонд вставляется в грунт и испускаемые нейтроны сталкиваются с атомами водорода воды, также присутствующими в грунте. Столкновение замедляет нейтроны – чем больше число атомов водорода, тем больше замедляются нейтроны – и это изменение скорости нейтронов регистрируется зондом, чтобы обеспечить показания, соответствующие уровню влажности в почве. Чем больше обнаружено медленных нейтронов, тем выше уровень влажности.

 

Азот является ключевым компонентом почвы и удобрений, который играет важную роль в росте растений и фотосинтезе, процессе, посредством которого растения преобразуют энергию солнечного света в химическую энергию. По мере того как атомы азота взаимодействуют с атомами в почве, удобрении и воде, они изменяют в формы принятые вверх заводами, выпущенные в воздух, или поглощенные более далее в землю. Удобрения меченые азотом-15 (¹⁵N) стабильные изотопы-атомы с дополнительным нейтроном-позволяют ученым отслеживать изотопы, чтобы определить, насколько эффективно культуры реагируют на удобрение и принимают его. Этот метод называется изотопным методом азота-15, и с помощью этого подхода методы управления могут быть улучшены, что в свою очередь может помочь увеличить урожайность сельскохозяйственных культур и оптимизировать использование удобрений.

 

Читайте также: