Китайские фермеры переходят на экономичный многолетний рис

Китайским фермерам и аграриям Уганды теперь доступен гибрид многолетнего риса. Улучшение означает, что фермеры могут сажать только один раз и собирать до восьми урожаев, не жертвуя урожайностью.

В новом отчете журнала Nature Sustainability рассказывается об агрономических, экономических и экологических результатах выращивания многолетнего риса в китайской провинции Юньнань.

«Фермеры переходят на новый многолетний рис, потому что это экономически выгодно. Благодаря тому, что им не приходится сажать два раза в год, они экономят много труда и времени», — говорит Эрик Сакс, профессор кафедры растениеводства Университета Иллинойса и соавтор отчета.

Работа над гибридом

Сакс вместе со старшим автором Фэнъи Ху и Дайун Тао начали работу над созданием многолетнего риса в 1999 году в сотрудничестве между Юньнаньской академией сельскохозяйственных наук и Международным научно-исследовательским институтом риса. В последующие годы проект расширился и теперь включает Университет Иллинойса, Юньнаньский университет и Университет Квинсленда. Другой партнер, The Land Institute, предоставил экспертные знания по селекции многолетних зерновых и агроэкологии, а также выделил начальное финансирование для обеспечения непрерывности проекта.

Ученые разработали многолетний рис путем гибридизации, скрещивая одомашненный азиатский однолетний рис с диким многолетним рисом из Африки. Воспользовавшись современными генетическими инструментами для ускорения процесса, команда определила многообещающий гибрид в 2007 году, провела крупномасштабные полевые эксперименты в 2016 году и выпустила первый коммерческий сорт многолетнего риса PR23 в 2018 году.

Экономия в деталях

Международная исследовательская группа провела пять лет, изучая продуктивность многолетнего риса наряду с однолетним рисом на фермах по всей провинции Юньнань. За некоторыми исключениями урожайность многолетнего риса (6,8 мегаграмма с гектара) была эквивалентна урожайности однолетнего риса (6,7 мегаграмма с гектара) за первые четыре года. Урожайность начала падать на пятый год из-за различных факторов, что побудило исследователей рекомендовать повторный посев многолетнего риса через четыре года.

Но поскольку фермерам не нужно было сажать рис каждый сезон они затрачивали почти на 60% меньше труда и тратили почти
на половину меньше на семена, удобрения и другие ресурсы.

Экономические выгоды от многолетнего риса различались в разных местах исследования, но прибыль составляла от 17% до 161% по сравнению с однолетним рисом. Даже в тех местах и ​​в годы, когда урожайность многолетнего риса временно снижалась из-за вредителей, фермеры все равно получали большую экономическую отдачу, чем выращивая однолетний урожай.

«В тот первый сезон, когда они сажали однолетний и многолетний рис рядом, все, по сути, было одинаковым. Урожайность та же, затраты те же, никакого преимущества не было видно», — говорит Сакс. «Но второй урожай и каждый последующий идут с огромной скидкой, потому что вам не нужно покупать семена, вам не нужно покупать больше удобрений, вам не нужно столько воды, и не нужно заново сажать рис. Это большое преимущество».

Выращивание многолетнего риса позволяет отказаться от обработки почвы два раза в год и обеспечивает значительные экологические преимущества. Исследовательская группа зафиксировала более высокое содержание органического углерода и азота в почве под многолетним рисом. Улучшились и дополнительные параметры качества почвы.

«Современные высокоурожайные однолетние культуры обычно требуют полного удаления существующей растительности для укоренения и часто требуют больших затрат энергии, пестицидов и удобрений. Такое сочетание повторяющихся нарушений почвы и высоких затрат может неустойчивым образом нарушить основные экосистемные услуги, особенно для маргинальных земель», — говорит Ху, профессор и декан Школы сельского хозяйства Юньнаньского университета. «Многолетний рис не только приносит пользу фермерам, повышая эффективность труда и качество почвы, но также помогает пополнять экологические системы, необходимые для поддержания производительности в долгосрочной перспективе».

Улучшение многолетнего риса продолжается

В другом исследовании оценивалась устойчивость многолетнего риса к низким температурам с целью прогнозирования его оптимальной зоны выращивания по всему миру. Несмотря на то, что значительное воздействие холода ограничивает отрастание, исследовательская группа прогнозирует, что культура может расти в широком диапазоне мест без заморозков.

Хотя они уже провели испытания на фермах и выпустили три сорта многолетнего риса в качестве коммерческих продуктов в Китае и один в Уганде, исследователи еще не закончили очистку урожая. Они планируют использовать те же самые современные генетические инструменты, чтобы быстро ввести в новую культуру желаемые черты, такие как аромат, устойчивость к болезням и засухоустойчивость, что потенциально расширит ее охват по всему миру.

«Хотя ранние выводы об экологических преимуществах многолетнего риса впечатляют и многообещающи, необходимы дополнительные исследования и финансирование, чтобы полностью понять потенциал многолетнего риса», — говорит Тим ​​Крюс, главный научный сотрудник The Land Institute и соавтор исследования.

Он добавил, что вопросы о секвестрации и стойкости углерода, а также о балансе парниковых газов в системах многолетнего риса-сырца остаются открытыми. Исследователи также должны добиться прогресса в многолетнем выращивании горного риса, что могло бы обуздать крайне неустойчивую эрозию почвы на сельскохозяйственных угодьях в Юго-Восточной Азии. Как показала работа группы доктора Ху в Юннаньский университет прогрессирует, Земельный институт и постоянно растущая сеть сотрудников будут продолжать поддерживать эти исследования и масштабировать усилия по выращиванию многолетнего риса во всем мире.

Статья «Устойчивая продуктивность и агрономический потенциал многолетнего риса» опубликована в Nature Sustainability.

Источник: Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн