Включение озимого рапса в традиционный севооборот с кукурузой и соей на Среднем Западе США может повысить продуктивность хозяйств на 18% и годовую прибыль до 23%. К такому выводу пришли учёные из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне по итогам компьютерного моделирования.
В стандартной для региона агросистеме поля после осеннего сбора урожая остаются незасеянными около шести месяцев – до весенней посадки. Это не только упущенная выгода, но и риск эрозии почвы. Покровные культуры решают проблему эрозии, но, как правило, не приносят дохода. Озимый рапс, в свою очередь, может выступать и как покровная, и как товарная культура, семена которой богаты маслом и подходят для производства биотоплива.
Исследователи смоделировали трёхпольную систему «кукуруза–рапс–соя», используя экосистемную модель DayCent. В неё заложили реальные погодные и климатические данные по штату Иллинойс за 2019–2024 годы. Модель сравнивала стандартный двухпольный севооборот с четырьмя вариантами трёхпольного, которые отличались объёмом и сроками внесения азотных удобрений под рапс.
Наилучшие комплексные показатели продемонстрировала система с подкормкой рапса азотом осенью и весной. Учёные оценивали не только урожайность, но и производство биомассы, интенсивность выбросов парниковых газов, углеродный баланс и чистую экономическую отдачу. Модель показала, что добавление третьей культуры хотя и увеличивает общие производственные выбросы, но этот рост компенсируется повышением общей продуктивности. В результате интенсивность выбросов в пересчёте на единицу продукции остаётся стабильной.
Выращивание рапса также улучшает углеродный баланс экосистемы на 21–27%. Это означает, что поле начинает накапливать больше углерода, чем терять. Эффект достигается за счёт того, что земля дольше покрыта живой растительностью, а в почве остаётся больше корневых и пожнивных остатков.
С экономической точки зрения все смоделированные сценарии с рапсом оказались выгоднее традиционной схемы, увеличивая годовую прибыль на 10–23%. Потенциальный доход фермеры могут получить, собирая урожай в период, когда поля обычно простаивают. Рапсовое масло может пойти на производство экологичного авиационного топлива или возобновляемого дизеля при наличии соответствующей инфраструктуры переработки и сбыта.
Авторы исследования подчёркивают, что это результаты моделирования, которые требуют подтверждения в ходе полевых испытаний. Пока технология выглядит наиболее применимой в южной части Иллинойса с его мягкими зимами. Для продвижения на север потребуется вывести более морозостойкие сорта рапса и усовершенствовать логистику.