Калий является жизненно важным питательным веществом для растений, которое помогает в фотосинтезе и дыхании. Его недостаток может замедлить рост и снизить урожайность сельскохозяйственных культур. Фермеры часто разбрасывают по своим полям удобрения, богатые калием, чтобы восполнить истощенные питательные вещества, но этому могут препятствовать проблемы с поставками. Также остаются вопросы о воздействии удобрений на окружающую среду.

Исследователи сообщают, что во всем мире около 20% сельскохозяйственных почв испытывают серьезный дефицит калия, при этом отдельные регионы, вероятно, столкнутся с особенно серьезной нехваткой. В числе последних 44% сельскохозяйственных почв в Юго-Восточной Азии, 39% в Латинской Америке, 30% в субсахарской Африке и 20% в Восточной Азии. В первую очередь это обусловлено более интенсивными методами ведения сельского хозяйства.

"Калий имеет решающее значение для поддержания урожайности, которая обеспечивает продовольствием мир, и его истощение представляет собой серьезную угрозу продовольственной безопасности миллионов людей, — говорит соавтор исследования, профессор Университетского колледжа Лондона Марк Маслин. — Это упускаемая из виду проблема, которую необходимо решить с помощью ряда действий, поскольку население мира продолжает расти".

Фермеры часто полагаются на использование калийной соли в качестве удобрения, но цена на этот минерал может быть весьма нестабильной. Его производство весьма концентрированно: всего двенадцать стран доминируют на международном рынке. При этом Канада, Россия, Беларусь и Китай суммарно производят 80% всего мирового калийного сырья.

Исследователи подчеркивают, что в апреле 2022 года, в результате "идеального шторма" факторов, цена на калий выросла на 500% по сравнению с предыдущим годом. Помимо прочего, на этом сказался рост спроса на удобрения и цен на топливо, восстановление после пандемии, ряд политических решений разных государств и вторжение России в Украину. На Россию и Беларусь приходится около 42% мировых поставок, но после вторжения России в Украину, Великобритания, США, Канада и ЕС ввели санкции в отношении двух стран, что нарушило торговые связи и усугубило повышение цен.

С момента первоначального скачка, стоимость упала примерно на 50%, но остается высокой. Это вызывает опасения, что фермеры не смогут получить доступ к достаточному количеству удобрений для поддержания поставок.

"Волатильность цен на калий имеет серьезные последствия для мировой продовольственной системы, — говорит соавтор исследования Питер Александер из Эдинбургского университета. — Доступ к этому веществу жизненно важен для фермеров для поддержания урожайности, но недавняя высокая стоимость затрудняет его получение для наиболее уязвимых слоев населения".

Такая концентрация и уязвимость рынка являются одной из причин, по которой исследователи призвали к улучшению управления калием и созданию надежного механизма межправительственной координации. В настоящее время не существует национальной или международной политики и правил, регулирующих устойчивое управление калием в почве, аналогичных системам, которые создаются для других жизненно важных питательных веществ для сельскохозяйственных культур, таких как азот и фосфор.

В 2021 году мировое потребление калиевой соли достигло 45 миллионов тонн, при этом прогнозируется, что производство вырастет примерно до 69 миллионов тонн в 2025 году за счет запуска новых проектов в Беларуси, Канаде, России, Австралии, Эритрее и Великобритании. Однако добыча этого минерала вызывает обеспокоенность с точки зрения прав человека и оказывает значительное воздействие на окружающую среду. В ходе этого процесса образуются миллионы тонн отходов, в основном состоящих из хлорида натрия, которые могут просачиваться в почву и засаливать ее и грунтовые воды, нанося вред растениям и животным.

Воздействие стока калийных удобрений на местные экосистемы плохо изучено, и ученые рекомендуют провести дополнительные исследования его последствий.

"Мы до сих пор многого не понимаем о влиянии искусственного обогащения калием на близлежащие экосистемы, — отмечает ведущий автор работы, Уилл Браунли из Британского центра экологии и гидрологии. — Разумно используя питательные вещества, такие как азот, фосфор и калий, мы можем получить множество преимуществ, предотвратить загрязнение окружающей среды, повысить урожайность и минимизировать потери. Речь идет о координации нашего подхода для достижения лучших результатов в сельском хозяйстве".

Исследователи выдвинули шесть рекомендаций в отношении политики и практики, направленных на предотвращение потенциального снижения урожайности, защиту фермеров от волатильности цен и решение экологических проблем. Они включают в себя, например, проведение глобальной оценки текущих запасов и потоков калия для выявления стран и регионов, подверженных наибольшему риску. Также, по мнению исследователей, необходимо обеспечить создание национального потенциала для мониторинга, прогнозирования и реагирования на колебания цен на это вещество.

Кроме того, рекомендуется предоставить помощь фермерам в поддержании достаточного уровня калия в почве путем дальнейших исследований последствий дефицита на урожайности различных культур и почв. 

Исследование было опубликовано в журнале Nature Food.