Секвестрація вуглецю в ґрунті. Що це таке і до чого тут сільське господарство?

Протидія зміні клімату вимагає не лише скорочення викидів парникових газів, а й видалення їх з атмосфери.

Сільське господарство — одна з небагатьох галузей економіки, яка має унікальну здатність поглинати надлишок CO₂ «самостійно» і досить просто.

Все це можливо завдяки ґрунту та рослинам за підтримки відповідних агротехнічних заходів.

У боротьбі з глобальним потеплінням

Все починається з проблеми клімату та глобального потепління. Спробуємо пояснити це простими словами. Завдяки випромінюванню Сонцем енергії наша планета має доступ до світла і тепла — без цього температура постійно була б -20°C. Енергія, що надходить на Землю, випромінюється назад у космос з її поверхні, але, на жаль, на цьому етапі виникають ускладнення.

Читати також: Воєнні дії завдають непоправної шкоди довкіллю: забруднення ґрунтів оцінюється в 1 трильйон гривень 

Збільшення кількості парникових газів, що накопичуються в атмосфері, діє як ізоляція: енергія все ще досягає Землі від Сонця, але неефективно «вивільняється» назад у космос, оскільки вона поглинається парниковими газами в атмосфері. Енергія, яка не має можливості «втекти» з поверхні земної кулі, накопичується у вигляді тепла, і тому ми говоримо про проблему глобального потепління. Ця назва інколи оманлива, адже глобальне потепління не лише супроводжується посухами та спекою, а й приносить люті морози, хуртовини, зливи, град, повені та торнадо. Екстремальні погодні явища трапляються дедалі частіше й частіше, а також у регіонах, де про них раніше не чули.

Весь цей діоксид

Давайте перейдемо до питання парникових газів, які включають, серед іншого: водяну пару, вуглекислий газ, метан, закис азоту. Проте найбільше уваги прикуто до вуглекислого газу. Не лише через значний вплив цього газу на глобальне потепління, а передусім через тривожно високу концентрацію вуглекислого газу в атмосфері та надзвичайно швидкі темпи зростання цієї концентрації. Початок систематично зростаючої концентрації CO2 в атмосфері пов'язаний з промисловою революцією, з якої поступово набуло поширення використання викопного палива як основних джерел енергії. Їх спалювання вважається основним джерелом викидів вуглекислого газу в атмосферу, пов'язаних з діяльністю людини. У 2023 році середня концентрація CO2 в атмосфері становила 419 ppm (для порівняння: приблизно 280 ppm у період до промислової революції).

Читати також: 

Накопичення та утворення гумусу: чи це можливо та як його досягти

Застосування мулу та інших донних відкладень як добрив: особливості

Регенеративне землеробство — відповідь на зміни клімату

Управління рослинними рештками: як це робити ефективно

Ми їх втрачаємо! Ґрунти України бідніють і деградують

У світлі описаних проблем видається виправданим зупинити подальше потепління клімату та повернути назад несприятливі зміни. Як зазначають експерти, для цього необхідно досягти т. зв. чистих нульових викидів. Першим кроком, звичайно, є скорочення викидів парникових газів (з особливим акцентом на викиди вуглекислого газу). Однак неможливо повністю усунути всі викиди CO2 та інших газів. Також необхідно видалити вуглекислий газ, який вже викинувся в атмосферу. Ось що означає «чистий нуль» — викиди, яких неможливо уникнути, повинні бути компенсовані еквівалентною кількістю видаленого CO2.

Ґрунт — союзник клімату

Як було сказано раніше, необхідно знизити концентрацію вуглекислого газу в атмосфері шляхом його видалення. Для цього можна використовувати різні методи, в тому числі промислові, такі як BECCS (біоенергетика з уловлюванням і зберіганням вуглецю) і DACCS (пряме уловлювання і зберігання вуглекислого газу з повітря) або зберігання вуглецю в будівельних матеріалах на основі деревини.

Іншим важливим інструментом для видалення вуглекислого газу з повітря є вуглецеве землеробство. У процесі фотосинтезу рослини використовують вуглекислий газ з атмосфери та води для «виробництва» органічних сполук, основою яких є, звичайно, вуглець (крім них у процесі фотосинтезу утворюється кисень). Відмерлі рослини розкладаються в ґрунті, і їхні рештки стають частиною органічної речовини ґрунту, яка на 58% складається з вуглецю. Простими словами, це і є секвестрація вуглецю в ґрунті — поглинання рослинами вуглецю з атмосфери, перетворення в їхніх тканинах на органічні сполуки та зберігання в ґрунті як складової органічної речовини.

Ґрунти мають величезний потенціал для поглинання вуглекислого газу. Точно оцінити його важко, і це завдання все ще є викликом для вчених — воно залежить від багатьох факторів, зокрема від ґрунтових та погодних умов, які можуть бути дуже різними. Міжурядова група експертів зі зміни клімату (IPCC) оцінює потенціал поглинання вуглецю ґрунтами в 0,4-8,6 Гт CO2-екв/рік. За оцінками, для досягнення кліматичних цілей з атмосфери має зникати 7-10 Гт CO2-екв щороку. Для порівняння: за останні роки глобальні викиди вуглекислого газу становлять приблизно 38 Гт CO2-екв/рік.

Що потрібно зробити, щоб максимально використати секвестраційний потенціал ґрунтів? 

Це має бути досягнуто за допомогою вуглецевого землеробства, тобто сільського господарства, яке за допомогою належного управління підприємством та виробництвом має на меті сприяти захопленню якомога більшої кількості вуглекислого газу з атмосфери та зберіганню його в ґрунті у формі органічного вуглецю. Сільськогосподарські методи, які, як вважають, сприяють поглинанню вуглецю в ґрунті, включають:

• сівозміна не менше трьох культур, включаючи бобові,
• вирощування проміжних/покривних культур, включаючи бобові в суміші,
• вапнування кислих ґрунтів,
• обмеження та відмова від оранки,
• використання органічних добрив, таких як гній, компост, солома,
• захист ґрунту від ерозії, наприклад мульчуванням,
• утримання непродуктивних елементів ландшафту, таких як живоплоти, квіткові смуги тощо,
• більш радикальні дії щодо поглинання вуглецю в ґрунті включають: перетворення ріллі в ліси чи постійні луки, агролісомеліорація, відновлення торфовищ.

Сам по собі безплужний обробіток не призведе до збільшення вмісту органічного вуглецю в ґрунті, оскільки його джерелом є рослинні рештки. Розрахунковий потенціал поглинання соломи, що залишається на полі, становить 0,11-2,2 т CO2-екв/га/рік, а для вирощування проміжних культур — 0,88-1,47 т CO2-екв/га/рік. Однак безплужний обробіток чудово працює в поєднанні з цими методами, створюючи сприятливі умови для накопичення органічної речовини та обмежуючи втрати органічного вуглецю, який уже зберігається в ґрунті. Це також важливий інструмент для зменшення викидів вуглекислого газу в сільському господарстві.   

Джерело: Farmer.pl.

Читати також: Різницю між оранкою та безплужним обробітком з погляду відновлюваного землеробства пояснили польські фахівці