Температура на Землі невпинно зростає
Управління аерокосмічними дослідженнями США (НАСА) опубліковало результати дослідження процесів, що визначають розподіл в атмосфері озону та інших газів, важливих для стану атмосфери. За цими даними, середня температура на Землі вже до 2030 р. має зрости на 1,4-4,0°С. За 30 років (1965-1995 рр.) на Землі стало тепліше в середньому на 0,4°С, а за сторіччя — на 0,8°С. Потепління є нерівномірним (у високих широтах зміни температури в 3,5 разу більші, ніж на екваторі) і яскравіше виражене взимку. У Північній півкулі середнє зростання температури на 0,3°С більше, ніж у південній, над континентами воно досягло 1,6°С, а над океаном — 0,8°С. У результаті в багатьох районах клімат став нестабільним, а подекуди навіть похолодало.
Для рослинництва температура є
одним із найважливіших факторів
Температура є найважливішим фактором, що визначає можливості та строки вирощування сільськогосподарських культур. Біологічні та хімічні процеси трансформації елементів живлення, що відбуваються у ґрунті, перебувають у прямій залежності від температурного режиму. Теплозабезпеченість посівів характеризується сумою середньодобових температур повітря вищих за 10°С протягом періоду вегетації. Як високі, так і низькі температури порушують перебіг біохімічних процесів у клітинах, і тим самим можуть викликати в них незворотні зміни, що призводять до припинення росту та гибелі рослин.
Підвищення температури до 25-28°С збільшує активність фотосинтезу, а при подальшому її зростанні починає істотно переважати дихання над фотосинтезом, що призводить до зниження маси рослин. Тому більшість сільськогосподарських культур за температури вищої за 30°С, витрачаючи вуглеводи на дихання, не забезпечують, як правило, приросту врожаю. Зниження температури довкілля з 25 до 10°С зменшує інтенсивність фотосинтезу та ріст рослин в 4-5 разів.
Температура має великий вплив на ріст коріння. Низькі (< 5°С) та високі (> 30°С) температури ґрунту сприяють поверхневому розташуванню коренів, істотно знижуючи їх ріст та активність. У більшості рослин найбільш потужна розгалужена коренева система формується за температури ґрунту 20-25°С. Суттєво впливає також температура на життєдіяльність ґрунтової мікрофлори, що зумовлює мінеральне живлення рослин. Встановлено, що найбільша інтенсивність амоніфікації органічних решток у ґрунті під впливом мікроорганізмів відбувається за температури 28-30°С та вологості ґрунту 70-80% від повної польової вологоємності.
Теплозабезпеченністю вегетаційного періоду значною мірою зумовлюється структура посівних площ та можливість вирощування більш продуктивних пізньостиглих культур, які тривалий час можуть використовувати сонячну енергію на формування врожаю або проводити повторні посіви після ранніх культур. Тобто набір культур та технологій є динамічно змінним.
Підвищення температури не
тільки зсуває строки сівби
Наслідки глобальної зміни клімату стають усе більш відчутними і в Україні. За останні 20 років середньорічна температура зросла на 0,8°С, а середня температура січня та лютого — на 1-2°С, що призвело до змін у ритмі сезонних явищ: весняних паводків, початку цвітіння та випадіння снігу. Через кліматичні зміни погодні умови стають більш жорсткими.
Проведеними дослідженнями встановлено, що для засвоєння амонійного азоту прийнятна більш низька температура, ніж для нітратного азоту. Здебільшого оптимальною температурою для надходження азоту та фосфору в зернові є 23-25°С. При цьому зменшення поглинання солей за температури 40-50°С зумовлюється інактивацією ферментних систем.
Глобальні загрози
Встановлено, що вміст вуглекислого газу в атмосфері за останні 100 років збільшився на 25%. За цей період глобальна температура зросла приблизно на 0,6°С. Прогностичні оцінки показують, що до 2030-2040 рр. (за подвоєння вмісту вуглекислого газу) температура підвищиться в цілому на 3-4°С (або приблизно на 0,2 -0,5°С за десятиріччя).
Згідно з матеріалами Міжурядової групи експертів зі зміни клімату, для багатьох регіонів світу підвищення температури на Землі більш ніж на 2°С порівняно з рівнем доіндустріальної епохи буде мати серйозні наслідки. Воно загрожує паводками, дефіцитом питної води, падінням урожайності, помітним порушенням екологічної рівноваги та соціальними потрясіннями. Підняття температури більш ніж на 2°С може також призвести до танення вічної мерзлоти, змін у рослинному світі та підвищення температури світового океану, в результаті чого ще більше зростуть викиди парникових газів, що зумовить незворотність глобального потепління.
Усвідомлення тієї можливості, що людство може запобігти найбільш серйозним наслідкам глобального потепління, різко зменшивши викиди парникових газів, змушує багато країн вживати відповідні заходи. Чим менше виявляться обсяги додаткових викидів у майбутньому, тим більш вірогідним є те, що глобальне потепління не досягне критичного рівня в 2°С.
Потепління може призвести до вивільнення метану, що знаходиться у зоні вічної мерзлоти у вигляді гідрату метану. Зміна середньої приземної температури призведе до перебудови біоти — всієї системи живих організмів Землі — і буде супроводжуватися такими аномальними явищами, як розповсюдження хвороб та шкідників. Розбалансування системи регуляції клімату проявляє себе у вигляді почастішання та посилення аномальних погодних явищ, таких як шторми, урагани і торнадо, повені та цунамі.
Океан та сільське господарство
На самому піку льодовикового періоду (18 тис. років тому) рівень моря був на 120 м нижчим за теперішній. За розрахунками очікується, що рівень океану буде підніматися на початку XXI ст. в 5-10 разів швидше, ніж за останнє сторіччя. За різними прогнозами максимальна величина підйому рівня океану до 2030 р. очікується близько 60 см, а мінімальна — 5 см. На відстані метра над рівнем моря проживають понад 100 млн осіб. Чому так важливим є стан океану для АПВ України.
Вуглець з атмосфери вилучають вуглецеві колектори. Основні колектори — фотосинтез та поглинання СО2 океаном. «Підживлення» СО2: рослини використовують більше СО2 для фотосинтезу, росте більше листя і дерев. Поверхня океану за допомогою хвиль, що рухаються вітром, швидко поглинає СО2, потім газ розчиняється у глибинах води.
В обох процесів є межа. Океани можуть поглинати стільки СО2, скільки було раніше виділено в атмосферу. Для рослин обмеженнями росту стає дефіцит води і корисних речовин. Такий процес називається «насиченням колектора». На сьогодні концентрація СО2 становить 379 проміле при критичному рівні 450.
На глибині 34 м у морях та океанах повністю зникають червоні промені, на глибині 177 м — жовті, 322 м — зелені, а на глибину понад 500 м не проникають навіть сині та фіолетові промені. Якщо вирішити питання освітлення — потенціал океану значно зросте.
Куди прямує Гольфстрім
Усі добре знають, що саме країни зони Гольфстріму демонструють високі рівні врожайності. Показово і те, що вони є досить стривоженими змінами напрямів та потужності Гольфстріму (так, сила потоку вже зменшилася на 10%). Унаслідок танення гренландських та арктичних льодовиків відбувається гальмування течії Гольфстріму. Зникнення Гольфстріму призведе до істотних змін клімату Північної Атлантики: на узбережжі Британії температура може знизитися на 5 °С, в інших районах — на 10 °С.
Повітря та життєдіяльність рослин
На сьогодні кисень (О2) становить 21 % в об’ємі повітря. Поява і накопичення О2 в атмосфері пов’язані з життєдіяльністю зелених рослин. Щорічно внаслідок фотосинтезу кисень надходить до атмосфери в кількості 70-120 млрд т. Цей кисень є необхідним для дихання усіх гетеротрофів — бактерій, грибів, тварин та людини, а також зелених рослин у нічний час. Особливе значення у підтриманні високої концентрації О2 в атмосфері мають ліси. Підраховано, що 1 га лісу весною і влітку за годину виділяє О2 в кількості, достатній для дихання 200 осіб. Ще один важливий наслідок виділення рослинами кисню — утворення озонового екрану в верхніх шарах атмосфери на висоті близько 25 км. Озон затримує більшу частину ультрафіолетових променів, які згубно діють на все живе. Можливість часткової руйнації озонового екрану внаслідок забруднення атмосфери промисловими та іншими відходами — серйозна проблема охорони біосфери.
В повітрі концентрація СО2 становить 0,03 %. Разом з тим встановлено, що максимальна швидкість фотосинтезу досягається за концентрації вуглекислого газу на порядок вище (0,3-0,5 %). Тобто концентрація СО2 є одним з обмежувальних факторів фотосинтезу. Зростання концентрації СО2 одночасно з підвищенням інтенсивності світла призводить до зсунення насичуючої концентрації СО2 у бік ще більших концентрацій (включно до 0,5%) і до значного підвищення асиміляції вуглецю рослинами. Однак тривале витримування рослин при високих концентраціях вуглекислого газу може призвести до інгібування фотосинтезу, що викликає необхідність нових селекційних моделей, культур та новіших технологій.
Вода і волога
Важливими для агровиробництва є не тільки кількість опадів, але й динаміка їхнього розподілу впродовж вегетаційного періоду стосовно окремих культур. Продуктивність сільськогосподарських культур значною мірою зумовлюється забезпеченням вологою у найбільш відповідальні фази росту і розвитку рослин.
Найвища інтенсивність фотосинтезу спостерігається при незначному дефіциті води в листі (10-15% від повного насичення), коли продихи максимально розкриті. Тільки в умовах оптимального водного режиму коренева система рослин проявляє найбільш високу активність споживання елементів живлення з ґрунтового розчину. Дефіцит вологи в ґрунті призводить до зниження швидкості пересування води та елементів живлення по ксилемі до листків, інтенсивності фотосинтезу та зниження біомаси рослин.
Вода, що використовується в аграрному секторі, дає 25% викидів парникових газів. За запасами води, доступними для використання, Україна належить у Європі до сегменту водонезабезпечених. При критичному рівні річкового стоку 1,7 тис. м³/людину (оцінка ЄвроЕко Комісії ООН) Україна забезпечена лише 1 тис. м³. Середня густота річкової мережі України становить 0,34 км/км². Майже 70 % сільського населення задовольняє потреби в питній воді за рахунок ґрунтових вод та глибших водоносних горизонтів, а міське населення досить активно використовує питну воду з глибоких водоносних горизонтів. При загальному споживанні (33 км³ на рік) використання підземних вод становить понад 15 %, зокрема у промисловості — майже 14, сільському господарстві — понад 25, житлово-комунальному господарстві — більше 34 %. Середньодобове споживання води в Україні становить близько 270 л/людину. Тобто з позицій сталого розвитку АПК розвиток зрошувального землеробства, з одного боку, є його невід’ємною частиною, а з іншого, має значні перестороги і ризики.
«Страшилки», що змушують замислитися
Посилення глобального потепління клімату не припиниться щонайменше найближчу тисячу років навіть за повної заборони парникових викидів в атмосферу, починаючи з 2100 року, і це призведе до танення льодовиків у західній частині Антарктиди до 3000 року.
Відповідно до нещодавнього звіту Британського уряду, кліматичні зміни можуть коштувати світу близько 5% ВВП щорічно. Якщо ж справдяться найбільш песимістичні прогнози, ця цифра може зрости до 20%.
Зростання АПВ у розвинутих країнах впродовж останніх 60 років стало причиною значних екологічних та економічних втрат. В той же час, у країнах, що розвиваються, подібне відбувається меншою мірою та за менший період.
Повний цикл споживання м’яса людиною є причиною 18 % викидів парникових газів у світі. За оцінками ФАО, за останні 50 років викиди парникових газів у секторі сільського, лісового та рибного господарства практично подвоїлися. У разі невжиття заходів, до 2050 року емісії парникових газів можуть зрости на 30%.
До 2050 року населення планети досягне 9-10 млрд. При цьому за прогнозами ООН, до 2030 року зміна клімату опосередковано може призвести до смерті 1 млн людей щорічно, а також до збитків світової економіки до 157 млрд $.
Вартість зменшення викидів вуглекислого газу може становити близько 1 % світового ВВП. Тобто прибуток від активних, своєчасних дій у цьому напрямі буде значно перевищувати збитки.
Коливання температури перш за все ретранслюються у сільське господарство і впливають на забезпеченість продуктами харчування та сировиною.
На сьогодні Україна активно та енергійно входить до провідної групи виробників і експортерів продовольства. Достатньо очікуваним розглядається також варіант подальшого інноваційно-інвестиційного розвитку вітчизняного АПК. При всьому тому Україна має чітко виділяти і реалізовувати свої конкурентні переваги та національні інтереси. Тому замість «страшилок», сезонних та разових промоакцій маємо реально перейти на рівень прагматичної аналітики і реалізації задля того, щоб, попри всі наявні ризики та виклики, вітчизняне АПК відповідало вимогам Національної безпеки.
