Снижая уровень оксидов азота в атмосфере, можно увеличить урожай, хотя в разных странах он при этом будет увеличиваться по-разному.

От загрязнения среды страдает не только дикая природа, но и сельское хозяйство. Было бы странно, если бы было иначе: вредные вещества, оказавшиеся в почве и воде, точно так же вредят сельскохозяйственным культурам, как вредят растениям лесов, лугов, степей, саванн и т. д. При этом обычно изучают как раз эффект от загрязнения почв и вод. Сотрудники Стэнфордского университета решили посмотреть, влияет ли на сельскохозяйственные урожаи загрязнение воздуха.

(Фото: Tomasz Filipek / Unsplash.com) 

Одни из самых распространённых загрязнителей атмосферы — это различные оксиды азота. Они образуются как в результате различных технологических процессов на индустриальных предприятиях, так и в автомобильных двигателях. Растениям оксиды азота могут вредить как прямо, так и косвенно: с одной стороны, они участвуют в реакциях образования озона (а озон токсичен для живых клеток), с другой стороны, они способствуют формированию в атмосфере аэрозолей, которые поглощают и рассеивают солнечный свет, не давая ему дойти до растений. О том, что воздушные оксиды азота достаточно вредны, известно давно, но мало кто пытался корректно оценить их вред именно с точки зрения сельского хозяйства.

Исследователи воспользовались снимками с космических спутников, собранными с 2018 по 2020 гг.: в кадры попадали и поля с зерновыми культурами, причём по фото можно было оценить, каков урожай на той или иной территории. Уровень оксидов азота оценивали по одному из них — диоксиду NO₂: его концентрацию тоже можно оценить по спутниковым фотоснимкам, только сделанным в ультрафиолетовом спектре. Именно NO₂ выбрали потому, что по сравнению с другими он в меньшей степени образуется в атмосфере и в большей степени происходит от различных технологических реакций.

В статье в Science Advances говорится, что если в Китае на какой-то территории уровень диоксида азота вдруг падал наполовину, урожайность зерновых повышалась на 25% для озимых и на 15% для яровых культур; в Западной Европе и яровые, и озимые в этом случае повышали урожайность примерно на 10%; в Индии яровые давали больше на 8%, а озимые — на 6%. (Для Северной и Южной Америки цифр не получилось, так как там уровень NO₂ и так очень низкий.) Сильнее всего эффект был виден там, где диоксид азота особенно активно служит появлению озона.

В перспективе исследователи планируют тщательнее изучить связь между оксидами азота и другими загрязнителями (вроде оксидов серы и аммиака) и погодно-климатическими условиями: очевидно, что вред от загрязнителей атмосферы зависит и от температуры, и от ветров, и от влажности, и от особенностей времён года на конкретной территории.