Як природоорієнтовані рішення дозволяють накопичувати вуглець у ґрунтах?

Відповідно до Звіту третьої робочої групи 6 оціночного циклу Міжурядової групи експертів з питань зміни клімату (МГЕЗК) сільське господарство, в т.ч. природоорієнтовані рішення, може забезпечити значні обсяги скорочень викидів уже у короткостроковій перспективі при відносно низьких витратах. Загальний потенціал скорочення викидів парникових газів у сільському господарстві, вартість якого знаходиться у межах 100 доларів за тонну СО2 екв., оцінюється на рівні близько 4 млрд тонн СО2 екв. на рік. Левову частку скорочень у сільському господарству (3,4 млрд тонн СО2 екв. або понад 80% від економічного потенціалу) можна досягти завдяки різним підходам до збільшення поглинання вуглецю ґрунтами.

Сталі сільськогосподарські практики, які включають природоорієнтовані рішення, дозволяють накопичувати вуглець у ґрунтах за рахунок менш інтенсивного обробітку та збільшення кількості органічної речовини, яка надходить у ґрунт.

Технології мінімального обробітку зменшують порушення структури ґрунту за рахунок мінімізації оранки. Технологія дозволяє підвищувати вміст органічного вуглецю у ґрунті та забезпечувати поглинання двоокису вуглецю. Додаткові переваги для запобігання зміні клімату досягаються завдяки менш інтенсивному використанню викопного палива сільськогосподарською технікою.

Підготовка землі для посіву чи висаджування при практиці no-till включає викошування бур’янів, залишків попередніх культур або сидератів, а також використання гербіцидів для контролю за бур’янами і прямий посів. Рештки рослин залишаються на полі повністю або частково, але забезпечуючи повне покриття поверхні поля, а добрива і інші засоби розкидаються по поверхні або вносяться під час посіву.

Мінімальний обробіток ґрунту також включає такі практики як використання покривних культур (сидератів) та мікоризи, які підвищують вміст вуглецю в ґрунті та забезпечують поглинання вуглецю. Покривні культури, які найчастіше використовуються в Україні, включають озиме жито, люпин, гірчицю та олійну редьку. Мікориза збільшує загальний об’єм кореневої системи у 20-100 разів, покращуючи постачання води та поживних речовин.

Запровадження технології підтримує національні природоохоронні пріоритети в частині зменшення ґрунтової ерозії та мінімізації забруднення, спричиненого стоками з полів, завдяки збереженню рослинних решток на полях. Покривні рослини також зменшують деградацію земель, захищаючи ґрунт від вітрової та водної ерозії. Крім того, мінімальний обробіток ґрунту робить внесок у більш ефективне використання водних ресурсів через менший обсяг випаровування та краще використання води рослинами. Покривні рослини, до того ж, покращують якість ґрунту, мобілізуючи фосфор та мікроелементи з ґрунту, збільшуючи їх доступність для рослин, а також збільшуючи вміст азоту у ґрунтах.

Запровадження технології має значні додаткові переваги для адаптації до наслідків зміни клімату завдяки меншій залежності від погодних умов та більш ефективному використанню водних ресурсів.

Органічне землеробство – це система сільськогосподарського виробництва, при якій уникають використання синтетичних добрив, пестицидів, регуляторів росту, а натомість активно використовують сівозміну, сидерати, компост, біологічні методи контролю шкідників і механічну обробку для контролю за бур’янами. Для контролю за хворобами і бур’янами, зокрема, використовуються природні матеріали, зокрема гідрокарбонат калію та мульчування. Найбільш ефективними практиками, що використовуються в органічному землеробстві, є використання відходів тваринництва та компостованих відходів рослинництва в якості органічних добрив, а також бобових культур для збільшення вмісту азоту в ґрунті. Включення у сівозміну трав та конюшини, більш різноманітна сівозміна, а також зменшення глибини і частоти оранки збільшують родючість ґрунту. Усі ці практики збільшують поглинання вуглецю на полях, де використовується органічне землеробство, тоді як на полях із традиційними практиками обробітку вміст вуглецю зменшується через мінералізацію.

Варто пам’ятати, проте, що обсяг поглинання вуглецю буде залежати від конкретних умов та практик, які використовуються при органічному землеробстві. Лише відмова від мінеральних азотних добрив та використання інших окремих елементів системи органічного землеробства без належних практик збільшення кількості органічної речовини, яка потрапляє в ґрунт, не призведе до збільшення вмісту органічного вуглецю у ґрунтах.

Різноманітна сівозміна із використанням покривних культур в органічному землеробстві покращує структуру ґрунту та зменшує викиди N2O внаслідок відмови від використання мінеральних добрив, проте азот, який вноситься із рослинною органікою, робить певний внесок у викиди N2O. Ґрунти при органічному землеробстві містять більше кисню та мають відчутно нижчу концентрації азоту у рухомій формі, що зменшує викиди N2O.

Запровадження технології матиме позитивний вплив на людське здоров’я завдяки уникненню використання деяких хімічних речовин та кращій якості сільськогосподарських продуктів. Органічне землеробство збільшує здатність ґрунтів до утримання вологи та робить внесок в адаптацію до наслідків зміни клімату, покращує якість ґрунтів та збільшує вміст органічного вуглецю, в також зменшує забруднення водних ресурсів. Переваги для адаптації будуть навіть вищими у разі паралельної підтримки практик агролісівництва, зокрема, у буферних зонах між органічними та неорганічними полями.

Інші технології, які можуть сприяти зменшенню викидів і накопиченню вуглецю у ґрунтах, включають агролісівництво, використанню біочару, відновлення осушених боліт та торфовищ, покращення управління пасовищами, тощо. Біочар, який виробляється при нагріванні біомаси із обмеженим доступом кисню, може забезпечувати зберігання вуглецю протягом сотень років і покращує характеристики ґрунтів. Агролісівництво передбачає інтеграцію дерев та кущів на ділянках, передбачених для вирощування різних сільськогосподарських культур (в т.ч. і вітрозахисні насадження дерев вздовж полів, живоплоти навколо ділянок, тощо), збільшуючи накопичення вуглецю у деревній біомасі та ґрунтах.

Використання інформаційних технологій у сільському господарстві (використання автопілотів для сільськогосподарської техніки, дронів, супутникових знімків, сенсорів, спеціалізованих додатків та програмного забезпечення, тощо), хоч безпосередньо не впливає на накопичення вуглецю, але створює умови для запровадження інших технологій завдяки підвищення продуктивності, економії коштів, покращення ефективності використання ресурсів та оптимізації робочої сили. Крім того, такі технології дозволяють посилити контроль за практиками використання земельних ділянок та зміною землекористування. Аналіз супутникових знімків та технології машинного навчання можуть надавати цінну інформацію про практики землекористування та відповідні порушення законодавства (наприклад, розорювання природоохоронних територій, водоохоронних зон, схилів, тощо) та робити внесок в охорону земельних ресурсів.