Povećanje organskog ugljenika u zemljištu promovisano je kao način da se pomogne u borbi protiv klimatskih promena uz istovremeno poboljšanje plodnosti zemljišta i prinosa useva, ali novi rad pokazuje da bi obećano povećanje prinosa na globalnom nivou bilo zanemarljivo uz trenutne tehnologije i optimalne prakse upravljanja.
Važno je da dokument otkriva da bi regioni sa niskom sigurnošću hrane, kao što je podsaharska Afrika, mogli imati više koristi od bilo kakvog povećanja prinosa, ako se mogu razviti novi načini za povećanje organskog ugljenika u tlu do nivoa iznad onoga što trenutne prakse upravljanja poljoprivredom mogu postići. Stoga bi nove strategije koje još uvek nisu u širokoj upotrebi, kao što je preraspodela ugljenika u obliku biouglja, trebalo da budu procenjene.
U radu, „Povećanje globalne proizvodnje useva organskim ugljenikom u zemlji“, objavljenom u Nature Geoscience, nalazi se da bi dostupne tehnike za povećanje organskog ugljenika u zemljištu povećale globalnu proizvodnju useva za samo 0,7%.
„Ovo je zaista prva kredibilna kvantitativna studija o utvrđivanju efekata organskog ugljenika u zemlji na globalni prinos useva i jasno je da prinos useva raste sa povećanjem organskog ugljenika u zemljištu“, rekao je Johanes Leman, profesor Liberti Hide Bailei u školi za Integrativna nauka o biljkama na Visokoj školi za poljoprivredu i životne nauke (CALS). „Međutim, sa trenutnom tehnologijom i optimalnim upravljanjem, to nije toliko.
Poboljšani prinosi su zagovarani kao podsticaj za farmere da usvoje strategije za izdvajanje organskog ugljenika u zemljištu, koje skladišti 4-6 puta više ugljenika pronađenog kao CO 2 u atmosferi.
„Naša studija pokazuje da je široko rasprostranjeno uverenje da bi skladištenje organskog ugljenika u zemljištu stvorilo velike zajedničke koristi za produktivnost useva pogrešno“, rekao je glavni autor Dominik Vulf, viši naučni saradnik u Školi za integrativne nauke o biljkama o zemljištu i usevima. Sekcija (CALS).
„Ako želimo da skladištimo organski ugljenik u zemljištu zbog njegovih klimatskih prednosti, moraćemo da pronađemo načine da podstaknemo poljoprivrednike da usvoje i održavaju dobro upravljanje ugljenikom bez pretpostavke da će se to jednostavno isplatiti boljim žetvama“, rekao je Vulf.
U isto vreme, ako buduće tehnologije mogu da povećaju organski ugljenik u zemljištu do optimalnog nivoa, globalna proizvodnja tri najvažnije osnovne kulture (kukuruz, pšenica i pirinač) mogla bi da poraste za 4,3%, što je dovoljno da prehrani dodatnih 640 miliona ljudi.
Istraživači su otkrili da organski ugljenik u zemljištu može poboljšati prinose za svaki usev samo do određene tačke, nakon koje nema dodatnog efekta.
„Način da dođemo do razlike u globalnoj proizvodnji useva od 4,3 odsto je da radimo stvari koje još ne znamo kako da radimo“, rekao je Leman.
Nove tehnologije mogu uključivati duboko ukorenjene višegodišnje useve, koje se široko istražuju, i biotehnologije kao što su sorte kukuruza koje upumpavaju više ugljenika u zemljište.
Lokalna preraspodela ugljenika u obliku biouglja – organskog otpadnog materijala ili biomase koja se delimično sagoreva u prisustvu ograničenog kiseonika da bi se stvorila trajna čvrsta supstanca bogata ugljenikom – može biti prihvatljivo rešenje, rekao je Leman. Trenutno, metode za poboljšanje organskog ugljenika u zemljištu oslanjaju se na proizvodnju i zadržavanje ugljenika na licu mesta iz biljaka koje se uzgajaju na poljima.
„Nismo razmišljali o transportu ugljenika odavde do tamo“, rekao je Leman. „Sa biougljem možete ga u principu napraviti u gradu i transportovati u poljoprivredno polje udaljeno nekoliko stotina kilometara.
Studija je koristila podatke iz terenskih ispitivanja sprovedenih u Kini od 2005. do 2013. tokom Nacionalnog testa zemljišta i projekata preporuka za đubrivo. Pristupljeno je ispitivanjima polja pšenice, pirinča i kukuruza sa ukupno 13.662 lokacije i 66.593 tretmana. Lokacije su prelazile Kinu i predstavljale su mnoge klime i 90% tipova zemljišta pronađenih na Zemlji. Ispitivanja su uglavnom sprovedena tokom pojedinačnih godišnjih doba, što je omogućilo istraživačima da odrede efekte organskog ugljenika u zemljištu na prinose bez zbunjujućeg faktora koji svaka sezona, list, stabljika i leglo korena dodaju postojećem ugljeniku u zemljištu, što zauzvrat utiče na prinose.
Istraživači su zatim koristili mašinsko učenje da ekstrapoliraju, pod optimalnim upravljanjem zemljištem, kakvi bi efekti prinosa mogli biti u tipovima zemljišta širom sveta.
„Trebalo bi da se fokusiramo na ove regione u kojima će povećanje prinosa useva uticati na sigurnost hrane i ishranu stanovništva“, rekao je Leman. Jedno upozorenje je da su podaci dobijeni u skladu sa optimalnim strategijama upravljanja, uključujući pesticide i đubriva. Ostaje nepoznat stepen u kome bi deficit hrane mogao da se smanji organskim ugljenikom u zemljištu u zemljama nesigurnim u pogledu hrane koje nemaju pristup đubrivima i pesticidima.
Voolf je jedan od vodećih autora rada, zajedno sa Iuking Maom, dr. student na Kineskom poljoprivrednom univerzitetu i bivši gostujući naučnik na CALS-u. Minsheng Fan, Main savetnik i istraživač na Kineskom poljoprivrednom univerzitetu, je ko-korespondentni autor zajedno sa Lehmannom. Među koautorima su bili istraživači iz Ministarstva poljoprivrede i ruralnih pitanja Narodne Republike Kine.
