Towards a dialogue on global climate change, sequestration potential and agricultural sustainability | К диалогу о глобальном изменении климата Земли, секвестрационном потенциале и устойчивости земледелия

English. The purpose of the research was to generalize theoretical and experimental data on the interrelationship between the Earth's climate, carbon balance in the atmosphere, and the potential for sequestering carbon in field agrocenoses for scientific justification of measures aimed at reducing greenhouse gas emissions and increasing the sustainability of farming. The source of the information was data published in open press sources and the results of our field research and expedition studies in the steppe regions of Russia conducted between 2018 and 2024. The adverse effects of climate change on natural and human systems, as well as sustainable development risks, were analyzed. The data concerning the impact of the carbon balance in the atmosphere on its state, and the factors determining the sequestration, deposition, and emission of carbon dioxide were summarized. The possibilities of optimizing the carbon balance, restoring soil fertility and increasing agricultural sustainability by regulating these factors were discussed. We also formulated approaches to reduce carbon emissions and increase sequestration capacity for field agroecosystems. It was determined that carbon farming is one of the most climate-optimized agricultural practices that best meets these goals. Assuming unconditional maintenance of crop production sustainability, the efficiency of crop production methods included in it was suggested to be assessed by the prevalence of the volume of carbon dioxide absorbed from the atmosphere over the volume emitted in the production process. The measures to achieve this include reducing chemical load, introducing crop rotations with a high proportion of perennial grasses, decreasing the percentage of fallow fields, growing both green manure crops, and intermediate cover crops, integrating agriculture and forestry and expanding species diversity, including the cultivation of carbon-negative crops.

Russian. Цель исследований – обобщение теоретических и экспериментальных данных о взаимной связи климата Земли, углеродного баланса атмосферы и секвестрационного потенциала полевых агроценозов для научного обоснования мероприятий, ориентированных на снижение выбросов парниковых газов и повышение устойчивости земледелия. Источником сведений служили опубликованные в открытой печати данные и результаты собственных полевых и экспедиционных исследований, проведенных в регионах степной зоны России в 2018–2024 гг. Актуализированы сопровождающиеся рисками устойчивого развития неблагоприятные последствия для природных и антропогенных систем, вызванные изменением климата. Обобщены сведения о влиянии углеродного баланса атмосферы на ее состояние и о факторах, определяющих секвестрацию, депонирование и эмиссию углекислого газа. Обсуждена возможность оптимизации углеродного баланса, воспроизводства почвенного плодородия и повышения устойчивости земледелия при регулировании указанных факторов. Сформулированы предложения по снижению выбросов углекислого газа и повышению секвестрационного потенциала полевых агроценозов. В качестве одного из климатически оптимизированных направлений сельскохозяйственной практики, в наибольшей степени соответствующих этим целям, выделено карбоновое земледелие. Эффективность наполняющих его приёмов, при безусловном поддержании стабильности растениеводства, предложено оценивать по преобладанию объёма поглощённого из атмосферы углекислого газа над объёмом выделенного в процессе производства. К основным из них отнесены снижение химической нагрузки, введение севооборотов с высокой насыщенностью многолетними травами, сокращение доли паров, выращивание сидератов и промежуточных покровных культур, сочетание земледелия и лесоводства, расширение видового разнообразия, в том числе выращивание углерод-отрицательных культур.