Могут ли фермы работать на максимум и при этом сокращать выбросы парниковых газов?
Декарбонизация сельского хозяйства критически важна для достижения США нулевых чистых выбросов к 2050 году. Новый подход, основанный на данных, рассматривает практики, полезные для земли и прибыльные для фермеров.
Сельскохозяйственная отрасль вносит около 10% в выбросы парниковых газов (ПГ) США. Учёные из Университета штата Колорадо и Национальной лаборатории Аргонн Министерства энергетики США предложили новый аналитический подход к этой проблеме в исследовании выращивания кукурузы и сои в Айове.
Суть подхода: устойчивая интенсификация
Это двухсторонний подход, который пытается оптимизировать использование земли и методы управления для максимальной продуктивности сельхозугодий, одновременно минимизируя воздействие на окружающую среду.
Исследованные практики:
- Уборка пожнивных остатков кукурузы (стеблей, "стровера") для производства биотоплива.
- Посадка покровных культур в зимний (или "парковый") сезон для компенсации удалённого стровера.
- Сокращение интенсивности обработки почвы после окончания сезона выращивания.
Методология
Учёные использовали два моделирующих инструмента:
- DayCent — для оценки потоков углерода, азота и воды, а также выбросов ПГ при производстве этанола из кукурузы и эффектов от уборки остатков.
- Модель GREET — для учёта выбросов, связанных с фермерскими операциями и использованием собранного зерна, сои и стровера в качестве сырья для биотоплива.
Ключевые выводы исследования:
- Сбор 30% стровера кукурузы для производства биотоплива увеличил бы доходы ферм, удвоил чистую прибыль и увеличил общее производство биотоплива на 17–20%.
- Однако это сократило бы базовое количество "хорошего" углерода в почве на 40%.
- Интегрированные подходы, включающие посадку покровных культур зимой и/или сокращение интенсивности обработки почвы, увеличивают содержание углерода в почве, повышают прибыльность ферм и смягчают больше выбросов ПГ.
Перспективы
Подход, сфокусированный на кукурузе и сое, может быть расширен на другие культуры. Цель — предоставить фермерам, региональным планировщикам и управляющим в сельском хозяйстве инструмент для расчёта устойчивого использования земли, что будет способствовать как прибыльности, так и экологическим целям.