Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза

Исследователи использовали данные о навозе для создания карт высокого разрешения распространения травоядных по всему миру.

Новое исследование, недавно опубликованное в журнале Nature Food, выявило сильную положительную связь между наличием навоза и давлением пастбищ, то есть количество навоза, обнаруженного в определенном месте, может помочь нам понять, сколько травоядных обитает там.

Многие люди считают навоз просто навозом, который оставляют лошади и коровы на сельских выставках, или чем-то , чего следует избегать, когда вы посещаете ферму двоюродных братьев. Но на самом деле навоз — это важный ресурс для миллионов людей по всему миру.

Навоз также выполняет функцию биологического следа — он может многое рассказать об окружающей среде, например, о том, какие животные где пасутся и что это может означать для здоровья окружающей среды.

Теперь ученые из Австралии, Испании, Китая и Саудовской Аравии под руководством профессора Дэвида Элдриджа из UNSW Sydney провели первую глобальную оценку экскрементов, производимых домашним скотом и местными пастбищными животными в засушливых районах — засушливых и полузасушливых средах, занимающих около 40% площади суши в мире.

Исследование выявило «горячие точки» производства навоза, а также показало, что в целом домашний скот и дикие травоядные — такие животные, как лошади, коровы и кенгуру, которые питаются только растительностью, — занимают не одинаковые пространства на земле.

Понимать, где распространены травоядные, важно по ряду причин, — говорит профессор Элдридж.

Это помогает нам лучше понять пастбищную индустрию, например, распространение болезней крупного рогатого скота. Если мы лучше понимаем, где находятся животные, мы лучше понимаем, где нам, возможно, придется применять те или иные методы управления земельными ресурсами.

Оценка плотности поголовья скота

Современные оценки плотности поголовья скота основаны на грубых оценках экологических переменных, таких как среднегодовое количество осадков, температура и некоторые почвенные переменные. Эти экологические переменные являются общими индикаторами местообитаний, которые, скорее всего, будут заняты травоядными, поскольку в более продуктивных системах обычно больше травы и, следовательно, больше травоядных.

Международным организациям, таким как Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО), необходимо знать, где и в каком количестве сосредоточен домашний скот. Для этого они используют относительно грубые компьютерные модели.

Совершенствование существующих методов прогнозирования распределения травоядных животных имеет центральное значение для ряда сельскохозяйственных отраслей. Поэтому профессор Элдридж и его команда решили решить некоторые из этих проблем с помощью несколько необычного решения.

Навоз — побочный продукт мясного производства, источник азотных и фосфорных удобрений — используется при строительстве зданий и в качестве топлива для приготовления пищи миллионами людей по всему миру.

Измерение и картирование навоза может стать полезным ресурсом, который поможет этим организациям уточнить грубые прогнозы распределения животных, — говорит профессор Элдридж.

Методы и результаты

Исследовательская группа собрала 50 глобальных наборов данных, включающих массу производимого навоза и показатели пастбищного давления со стороны различных травоядных, включая антилоп, овец и кенгуру.

Анализ показал, что все эти наборы данных, кроме одного, демонстрируют сильную положительную связь между производством навоза и давлением пастбищ.

Эти данные показывают сильную положительную корреляцию, или положительную связь, между количеством производимого навоза и давлением на животных при выпасе, — говорит профессор Элдридж.

Если мы знаем, сколько навоза образуется, то можем предсказать, где распределяются животные.

Команда также объединила данные о массе навоза домашнего скота и диких травоядных, полученные в ходе исследований на 760 засушливых участках по всему миру, представляющих собой независимые измерения травоядности, для создания карт высокого разрешения.

Удивительно то, что мы обнаружили: если смоделировать, где обитают местные травоядные, а где — домашний скот, можно обнаружить некоторое совпадение, но в целом есть много областей, где они не взаимодействуют, — говорит профессор Элдридж.

Это может быть связано с прямой конкуренцией за ресурсы или с тем, что дикие травоядные избегают потенциальных паразитов и болезней, переносимых скотом.

Исследователи обнаружили «горячие точки» производства навоза в центральной Африке, северной и восточной Австралии, на евразийских пастбищах, в восточной части центральной Индии и на западном побережье Соединенных Штатов Америки. Было показано, что производство навоза ниже в северо-центральной Африке и западно-центральном Китае.

Навоз как научный инструмент

Глобальная оценка распределения поголовья скота очень важна для планирования землепользования, оценки валовых выбросов метана, прогнозирования мирового производства мяса или определения мест, где скот может подвергаться риску заражения вредителями и болезнями, такими как бруцеллез.

Это также повышает способность организаций прогнозировать тенденции в мировом производстве продовольствия и влияние засухи и стихийных бедствий на продовольственную безопасность.

Подсчет навоза часто может быть проще и эффективнее, чем подсчет животных, объясняет профессор Элдридж.

Например, в одной из работ показано, как подсчет навоза часто дает нам более точную оценку плотности слонов, чем воздушные наблюдения за самими животными. Подсчеты экскрементов также являются эффективным способом изучения предпочтений в среде обитания неуловимых травоядных, которых трудно обнаружить или которые встречаются в очень малых количествах, — говорит он.

Но помет может помочь исследователям и в более локальных масштабах.

Знание расположения навоза в разных загонах может рассказать нам о предпочтениях различных травоядных животных в среде обитания и о том, как они взаимодействуют между собой. Это может дать фермерам более точную информацию о том, где разместить ограждения, водопои и другие объекты инфраструктуры для повышения продуктивности скота, — говорит профессор Элдридж.

Оценка навоза не лишена сложностей, объясняет профессор Элдридж. «Многие фермеры в Азии и Африке собирают навоз, что снижает потенциальные возможности полевой оценки и, следовательно, потенциально недооценивает количество навоза, производимого животными».

Некоторые животные, например олени, закапывают свой навоз, а во многих тропических странах навозные жуки и термиты разлагают его всего за несколько дней, что усложняет региональную оценку.

Эти и другие проблемы затрудняют получение достоверных оценок плотности животных, — говорит профессор Элдридж.

Однако даже когда мы учитывали участки, где люди собирали навоз, все равно наблюдалась тесная связь с интенсивностью выпаса.

Несмотря на все трудности, это исследование представляет собой первую в мире всеобъемлющую глобальную карту экскрементов домашнего скота и диких травоядных в засушливых районах и открывает путь для организаций, которые будут включать данные об экскрементах в карты и модели животноводства.

Ранее ученые сообщили, что из конского навоза можно изготавливать биотопливо.

Фото: Профессор Дэвид Элдридж изучает навоз травоядных животных во время экскурсии в Фаулерс-Гэп. Источник: Prof. David Eldridge.

16.01.2025