Прекратить осушение и выращивать тростник вместо картофеля на торфяниках, советует исследование сельскохозяйственных выбросов
Осушенные торфяные почвы в Дании ответственны примерно за треть выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве.
"Одной из самых эффективных климатических мер, которые у нас есть, является прекращение осушения торфяных почв. Однако это означает, что землю нельзя будет обрабатывать так же, как обычную сельскохозяйственную почву, потому что она снова станет заболоченной", — объясняет Поул Эрик Лэрке, старший исследователь из Департамента агроэкологии Орхусского университета.
Если фермеры не смогут обрабатывать землю, потребуется компенсировать землевладельцам потерю стоимости, что повлечет значительные расходы для общества.
"Но часть потерь фактически можно компенсировать, если земля будет использоваться для выращивания культур, которые хорошо растут во влажных условиях. В то же время это также может снизить риск преобразования других природных территорий в сельскохозяйственные земли в качестве компенсации за потерю текущего сельскохозяйственного производства на торфяной почве", — поясняет он.
Три сценария производства
В новом исследовании Хенрик Терс и другие исследователи из Департамента агроэкологии использовали методы расчетов, обычно применяемые для оценки жизненного цикла, чтобы изучить выбросы парниковых газов для трех различных сценариев возделывания.
"Мы использовали факторы выбросов IPCC и условия возделывания для торфяных почв верховых болот и влажных лугов", — объясняет Терс. Исследование включало три различных сценария:
- Севооборот с картофелем на глубоко осушенной торфяной почве верхового болота
- Многолетний тростник на неосушенной торфяной почве верхового болота
- Многолетний тростник на слабо осушенной торфяной почве влажного луга
Результаты показывают, что выбросы парниковых газов можно значительно сократить, перейдя от картофельного севооборота к выращиванию тростника.
"Мы обнаружили, что выбросы парниковых газов от картофельного севооборота на верховом болоте (сценарий 1) можно сократить на 35%, переключившись на культивируемый тростник на неосушенном верховом болоте (сценарий 2)", — говорит Терс.
Кроме того, анализ показал, что выбросы парниковых газов в сценарии 3 (тростник, выращиваемый на влажном лугу) были даже ниже, чем выбросы в сценарии 2. По мнению исследователей, это в первую очередь связано с различиями в среднем годовом уровне воды.
Биомасса для биогаза и биопереработки
Если традиционное производство картофеля заменить производством тростника, также необходимо найти новое применение для урожая. В отличие от картофеля, тростник не может потребляться человеком.
"С другой стороны, производство и сбор биомассы на неосушенных торфяных почвах могут использоваться для различных целей на биорефинериях, для производства биогаза или пиролиза, заменяя другие источники белка или использование ископаемых ресурсов. Это потенциально увеличивает расчетное сокращение выбросов парниковых газов при переходе на производство травы на неосушенных торфяных почвах", — объясняет Терс.
"Наш анализ не включает использование собранной биомассы, поскольку такой анализ можно провести только для конкретных конечных продуктов, включающих все побочные продукты. В качестве упрощенной альтернативы потенциал сокращения рассчитывается на основе количества произведенной биомассы или сырого протеина, что показывает дополнительное сокращение при переходе от картофельного севооборота к тростнику".
Исследование не включает экономику производства, и исследователи признают, что производство тростника столкнется с проблемами в экономической конкуренции с выращиванием картофеля.
Локальные знания имеют решающее значение
По словам исследователей, не всегда возможно полностью насытить ранее осушенные верховые болота, даже если текущий дренаж будет прекращен, но значительного сокращения выбросов парниковых газов все же можно достичь.
"Вероятно, для того, чтобы болото снова стало влажным в летние месяцы, необходимо восстановить первоначальную растительность, доминируемую сфагновыми мхами, и это может занять время. Мы не видим такой же проблемы на влажных лугах, где уровень воды в первую очередь контролируется уровнем воды в ручье, в который стекают поля", — объясняет Лэрке.
Исследователи подчеркивают в своем исследовании, что знание местных условий имеет важное значение при оценке потенциала сокращения выбросов парниковых газов, связанных с обводнением осушенных торфяных почв. Поэтому использование земли после прекращения осушения все еще может быть новой формой производства биомассы, если сельскохозяйственные земли не будут преобразованы в дикую природу.
Сбор и удаление биомассы также может быть важным инструментом в усилиях по достижению бедной питательными веществами почвы до того, как территория будет передана дикой природе, тем самым способствуя более разнообразной растительности.
Производство тростника можно использовать для восстановления исходных экосистем
"Демонстрационный эксперимент с тростником в Стор Вильдмосе показал, что можно удалять большое количество питательных веществ из торфяной почвы и чисто удалять больше питательных веществ при умеренном удобрении по сравнению с отсутствием удобрений. Поэтому производство тростника также может быть шагом к восстановлению исходной экосистемы с высоким биоразнообразием", — говорит Лэрке.
По мнению исследователей, их исследование подчеркивает необходимость дальнейших исследований и адаптации методов для реализации эффективных стратегий по сокращению выбросов парниковых газов из торфяных почв. Существует еще много проблем и сложностей, связанных с обводнением торфяников, но результаты демонстрируют потенциал для сокращения климатического воздействия сельского хозяйства при сохранении некоторого производства на торфяных почвах.
Статья опубликована в журнале Heliyon.