UConn Department of Natural Resources and Environment istraživač Vei Ren vidi međusobne veze između sistema u prirodi i kako svaka komponenta utiče na druge. U Konektikatu, bogatom šumama i poljoprivrednim zemljištem, Ren vidi potencijal koji bi mogao pozicionirati državu na čelo pristupa klimatski pametne poljoprivrede (CSA) koristeći novu održivu praksu koja se zove biouglje.
Iako zvuči kao ime nu-metal benda, naučnici teoretišu da je biouglje — supstanca nalik drvenom uglju napravljena od sagorevanja organskog materijala poput poljoprivrednog i šumskog otpada — tradicionalna poljoprivredna praksa koju su ljudi koristili vekovima.
Renova grupa je nedavno objavila članak u Renevable and Sustainable Energi Revievs, gde su sintetizovali globalne podatke iz skoro 600 studija o biouglju kako bi analizirali njegov potencijal kao klimatski pametne poljoprivredne prakse.
CSA je integrativni pristup koji ide dalje od metoda održive poljoprivrede. Cilj mu je da održivo obezbedi prinose useva za ishranu rastuće populacije, dok pozitivno utiče na život ljudi koji žive i rade u ovoj oblasti. CSA poboljšava zdravlje tla i izgrađuje otpornost na klimu, a istovremeno ima za cilj smanjenje emisije gasova staklene bašte.
Primeri praksi upravljanja CSA uključuju pokrivanje useva, praktikovanje ne-obrade ili smanjene obrade i integrisane strategije upravljanja hranljivim materijama.
Renova grupa je prikupila mnoštvo podataka o istraživanju biouglja da bi stekla sveobuhvatno razumevanje prakse, njenih prednosti, izazova i ograničenja.
„Želeli smo da procenimo biouglje kao klimatski pametne prakse kroz posmatranja/merenja na terenu, analizu velikih podataka i numeričko modeliranje“, kaže Ren. „Procenjujemo da li ova održiva poljoprivredna praksa može da posluži kao klimatski pametna poljoprivredna praksa u smislu proizvodnje hrane, zdravlja zemljišta i održivosti životne sredine. Nadamo se da ćemo kvantifikovati povezane otiske vode i hranljivih materija i potencijal za promovisanje klimatske otpornosti.“
Biouglje se može napraviti od bilo kog organskog materijala (koji sadrži ugljenik), kao što su drvni otpad ili ostaci useva. Materijal se zatim zagreva na visokim temperaturama u odsustvu kiseonika u procesu koji se naziva piroliza. Rezultat je materijal sličan uglju koji se zove biouglje. Kao amandman na tlo, biouglje ima potencijal da pomogne u izgradnji otpornosti.
Biouglje je kao dugoročna investicija ugljenika, jer mu je potrebno mnogo vremena da se razgradi, a samim tim povećava sadržaj ugljenika u zemljištu. Ako bi se ti isti materijali bogati ugljenikom ugradili u tlo umesto da se prave u biouglje, brzo bi se razbili, oslobađajući gasove staklene bašte poput metana i ugljen-dioksida dok se razlažu. Isto važi i ako su materijali jednostavno spaljeni; međutim, pretvarajući ih u biouglje, ugljenik se izdvaja i ostaje vezan za zemlju.
Pored toga, biouglje se ponaša skoro kao sunđer i može poboljšati sposobnost tla da zadrži vodu i hranljive materije, čineći tlo gustim hranljivim materijama i otpornijim na suše, dok istovremeno održava prinose useva. U Konektikatu, biouglje bi takođe moglo da pomogne da se neki oblik otpada u obliku obrezivanja drveća i drugog drvnog otpada pretvori u ovaj vredan materijal za izgradnju otpornosti.
Kroz analizu, Ren i koautori su otkrili da, kao i druge CSA prakse, primena biouglja zavisi od konteksta, ali generalno pomaže u poboljšanju kvaliteta zemljišta. Kao rezultat toga, oni predlažu njegovu širu upotrebu, uključujući i Konektikat.
„Kroz globalnu sintezu podataka, možete videti da u različitim uslovima tla i klime, biouglje, zajedno sa drugim praksama, može pomoći farmerima da održe proizvodnju hrane. Takođe može da smanji emisije gasova staklene bašte, da smanji ispiranje azota i uštedi vodu iz zemljišta, “ kaže Iaven Huang, glavni autor studije i postdoktorski saradnik pod nadzorom Rena.
Iako je analiza pokazala da su neki od laboratorijskih eksperimenata možda preuveličali sposobnosti biouglja, istraživači planiraju da istraže šta on može da uradi tako što će izvesti više eksperimenata na terenu kako bi razumeli kada i gde treba koristiti biouglje.
„Još uvek moramo da razmotrimo biouglje zajedno sa drugim tradicionalnim održivim praksama za upravljanje hranljivim materijama i tretmane navodnjavanja na različitim lokacijama s obzirom na različite klimatske uslove“, kaže Ren. „Možemo postići cilj klimatski pametne poljoprivrede, a u slučaju biouglja, Konektikat je idealno mesto za istraživanje i primenu biouglja kao CSA pristupa. Ovde imamo toliko drveća i prirodnih resursa. Studije pokazuju da biouglje napravljen od drveće može u velikoj meri smanjiti emisiju azot-oksida, koji je skoro 300 puta snažniji od CO 2 u svom potencijalu globalnog zagrevanja.“
Ren ističe jedan vitalni aspekt održivih i klimatski pametnih praksi — da se otpad često može ponovo koristiti. Renova vizija je da koristi otpad drveća od gazdovanja šumama za proizvodnju biouglja koji koriste farmeri ovde u Konektikatu.
„Mi bismo samo koristili otpadne materijale; to je ciklus održivosti“, kaže Ren. „Vlasnici šuma imaju potencijal da naprave biouglje iz sopstvenih resursa u korist obradivih ili poljoprivrednih površina. Možete koristiti ostatke žetve ili drugi nepoljoprivredni organski otpad i vratiti ih nazad u zemljište. Želim da proširim koncept klimatski pametne poljoprivrede i šumarstva za stvaranje klimatski pametnog pejzaža. Hajde da razmislimo o tome da li možemo zajedno da upravljamo prirodnim resursima, poljoprivrednim zemljištem, močvarama i drugim prirodnim sistemima. Možemo li koristiti ove klimatski pametne prakse za povezivanje šuma i poljoprivrede? država ima potencijal da igra vodeću ulogu na nacionalnom nivou u primeni biouglja.“
Renova pozadina je u ekologiji ekosistema i prilagođavanju klimatskim promenama, i ona pristupa poljoprivredi kao međuzavisnoj komponenti zemaljskog sistema, na primer, načinu na koji poljoprivreda stupa u interakciju sa atmosferskim, zemljišnim i vodenim sistemima. Kada se posmatraju kroz ovaj objektiv, održive studije zahtevaju zajedničke napore i ona kaže da je UConn, kao univerzitet za dodelu zemljišta, posebno dobro mesto za ove vrste napora jer se informacije dostavljaju poljoprivrednicima preko UConn Ektension-a.
„Kao što sam pomenuo, CSA prakse moraju da se dese u pravo vreme i na pravom mestu i moraju uzeti u obzir kombinaciju drugih prirodnih i ljudskih faktora“, kaže Ren. „Potreban je integrisani i interdisciplinarni napor koji se ne može uraditi samo sedeći ispred računara ili u laboratoriji. Nove nalaze možemo dostaviti našim istraživačima savetodavnih službi, koji ih zatim dostavljaju poljoprivrednicima. Povratne informacije farmera mogu da nas usmere nas u našim daljim naporima da unapredimo nauku u ovoj oblasti. Opet, to je održiva petlja.“
Renov tim je u procesu apliciranja za dodatna finansijska sredstva kako bi projekat unapredio. Tim se povezuje sa lokalnim proizvođačima biouglja i planira da zadrži proizvodnju na lokalnom nivou, s obzirom na potrebu uštede energije za transport.
„Sa pandemijom, kupci su imali tendenciju da svoje prehrambene navike pomeraju ka više lokalno uzgojenim proizvodima. Ova tranzicija zahteva otpornije i održivije sisteme ishrane. Klimatski pametna poljoprivreda je važan koncept koji nas vodi ka postizanju održive poljoprivrede. Ona takođe služi kao prirodno rešenje za klimu za izgradnju budućnosti otporne na klimu“.
