science >> Wetenschap >  >> Natuur

Is koolstof het gewas van de toekomst?

Tegoed:Unsplash/CC0 Publiek domein

Een toenemend bewustzijn en bezorgdheid over het milieu, veranderingen in het overheidsbeleid, Amerika's hernieuwde toetreding tot de Overeenkomst van Parijs en een sterke vraag naar koolstofcompensaties wijzen allemaal op een honger naar een ander type landbouwgewas:koolstof.

"Er is steeds meer discussie geweest over hoe boeren een manier kunnen creëren om kredieten te verdienen voor de klimaatvriendelijke praktijken die ze hebben geïmplementeerd of zullen toepassen op hun activiteiten, " zei Joe Outlaw, co-directeur van het Agriculture and Food Policy Center van het Texas A&M College of Agriculture and Life Sciences en econoom bij de Texas A&M AgriLife Extension Service. "Een van deze manieren is door middel van koolstoflandbouw die het mogelijk zou maken om organische koolstof in de bodem op te vangen of vast te leggen, waardoor de verkoop van koolstofkredieten aan bedrijven mogelijk wordt, zodat ze hun uitstoot van broeikasgassen kunnen compenseren."

Echter, veel vragen over de doeltreffendheid van koolstoflandbouw en de waarde ervan voor de boer zijn nog niet beantwoord. Zullen er prikkels zijn om voldoende boeren aan te trekken om te kunnen werken? Hoeveel moeite zal het zijn om deze CO2-afvangmethoden te implementeren en te monitoren? Zullen sommige boeren er meer van profiteren dan andere? Zullen boeren worden gecrediteerd voor de acties die ze al hebben ondernomen om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen?

De koolstofcyclus

Koolstof circuleert constant door de aarde. Lichtenergie van de zon fungeert als brandstof voor de koolstofcyclus - een natuurlijk proces dat koolstof door onze atmosfeer verplaatst, biosfeer, pedosfeer, lithosfeer en oceanen.

"Door menselijke activiteit is de behoefte ontstaan ​​om enorme hoeveelheden diep opgeslagen fossiele koolstof te winnen in de vorm van fossiele brandstoffen. " zei Katie van Texas A&M AgriLife Research, een bodemvruchtbaarheidswetenschapper bij de vakgroep Bodem- en Gewaswetenschappen, Llubbock. "Wanneer verbrand, deze dichte vormen van koolstof geven enorme hoeveelheden koolstofdioxide vrij."

Ze zei dat er nu meer koolstofdioxide vrijkomt dan het aardse plantenleven en de oceanen op natuurlijke wijze kunnen opnemen. Deze overtollige koolstofdioxide vormt een deken in onze atmosfeer, de warmte van de zon vasthouden en leiden tot veranderingen in het klimaat.

Wereldwijd, bodems bevatten naar schatting ongeveer 10 keer de hoeveelheid koolstof in de atmosfeer - veel meer dan wat wordt aangetroffen in normale vegetatie.

"Koolstoflandbouw wordt gezien als een manier om het evenwicht in de koolstofcyclus te helpen herstellen, " zei Lewis. "Het helpt ook de bodem om een ​​weerstand tegen droogte op te bouwen en verhoogt de landbouwproductiviteit op een natuurlijke manier."

Wat is koolstoflandbouw?

"Het idee achter koolstoflandbouw is vrij eenvoudig:verwijder overtollige koolstof uit de atmosfeer en sla het op in de bodem, waar het de plantengroei bevordert, ' zei Lewis.

Koolstoflandbouw omvat het toepassen van landbouwpraktijken die de snelheid verbeteren waarmee koolstofdioxide uit de atmosfeer wordt verwijderd en omgezet in plantaardig materiaal en organisch bodemmateriaal. Het werkt door landbouwmethoden toe te passen zoals no-till of conserverende grondbewerking voor minimale bodemverstoring, mulchen, composteren, roterend vee en het gebruik van bodembedekkers als manieren om koolstof in de bodem vast te leggen.

"Koolstofverlies uit de bodem komt vooral door het verwijderen van plantaardig materiaal dat koolstof bevat, meestal bij de oogst, Lewis zei. "Veranderingen in landbeheer kunnen leiden tot toename of afname van koolstof in de bodem, het creëren van een nieuw evenwicht. Variatie in het klimaat kan dit evenwicht ook veranderen. Koolstoflandbouw kan als succesvol worden beschouwd wanneer de netto hoeveelheid opgevangen of vastgelegde koolstof in de bodem groter is dan de verloren hoeveelheid."

Lewis zei om de koolstofopslag of voorraden in de bodem nauwkeurig te schatten, bodemmonsters moeten worden verzameld op een diepte die de bulkdichtheid en organische koolstof bepaalt met behulp van een droge verbrandingsmethode.

"Bulkdichtheid is nodig om het organische koolstofpercentage om te zetten in een daadwerkelijke hoeveelheid koolstof in de bodem, een voorraad, " zei zij. "De diepte van de monsterverzameling zal afhankelijk zijn van de diepte van de grond en de geschiedenis van de oogst. Grotere diepten zijn waarschijnlijk waar er een groter opslagpotentieel is."

Lewis zei dat een andere methode voor het schatten van koolstofopslag is door middel van een modelleringsaanpak op basis van managementpraktijken die binnen een landbouwbedrijf zijn geïmplementeerd.

"Modeluitgangen moeten dan worden geverifieerd met behulp van laboratoriumtests, " ze zei.

In alles, de Natural Resources Conservation Service (NRCS) van het Amerikaanse ministerie van landbouw heeft ten minste 32 instandhoudingspraktijken op de boerderij geïdentificeerd waarvan bekend is dat ze de bodemgezondheid verbeteren en koolstof vasthouden. Deze praktijken bieden ook andere voordelen met betrekking tot het vasthouden van water, hydrologische functie, biodiversiteit en veerkracht.

Bankieren op een koolstofbank

"Onlangs, er zijn discussies geweest over het creëren van een 'koolstofbank' bij de USDA die koolstofkredieten van boeren zou kopen en verkopen, Outlaw zei. "De kredieten kunnen dan worden verkocht aan bedrijven die hun uitstoot moeten compenseren."

Dit begrip, die steun heeft gekregen van een aantal landbouwbedrijven, voedsel, bosbouw- en milieugroeperingen, biedt ook accommodatie voor early adopters die het voortouw hebben genomen in koolstofvastleggingspraktijken.

"Er is hier in de VS al meer dan tien jaar geen nationale cap-and-trade-inspanning geweest, maar momenteel lijkt er een groeiende vraag te zijn naar CO2-compensaties, " zei Outlaw. "Er zijn al een aantal particuliere kredietmarkten of koolstofbetalingsprogramma's die worden overwogen of ontwikkeld. Dat lijkt het idee te ondersteunen dat koolstoflandbouw mogelijk een manier is voor boeren om extra inkomen te genereren."

Echter, om het algemene kader van koolstoflandbouw succesvol te laten zijn, het zou een goed beleid moeten omvatten, publiek-private samenwerkingen, nauwkeurige kwantificeringsmethoden en ondersteunende financiering om directe, op wetenschap gebaseerde oplossingen, zei Outlaw.

"Het zal ook moeten worden gedaan op een schaal waar we meetbare koolstofafvang kunnen bereiken die regeneratieve landbouw bevordert, gericht op het creëren en behouden van gezonde bodems die koolstof absorberen en opslaan, " hij zei.

Is koolstoflandbouw duurzaam?

De jury is er nog niet uit of koolstoflandbouw op de lange termijn duurzaam kan zijn.

"Er zijn veel technische en regelgevende belemmeringen die moeten worden overwonnen, evenals de bezorgdheid van sommige milieuactivisten dat zelfs de wijdverbreide implementatie ervan de uitstoot van broeikasgassen niet substantieel zal verminderen of slechts een tijdelijke oplossing zal bieden, ' zei Outlaw.

Hij zei dat er ook bezorgdheid bestaat dat koolstoflandbouw in de eerste plaats ten goede zal komen aan bepaalde landbouwregio's. Aanvullend, veel boeren kunnen de kosten van het implementeren van milieuvriendelijke maatregelen misschien niet betalen zonder enige vorm van financiële hulp.

Sommige boeren hebben overheidsbetalingen kunnen ontvangen van het Conservation Stewardship Program van de NRCS om de kosten van de uitvoering van bepaalde instandhoudingsmaatregelen te dekken. Echter, dat de financiering wordt afgetopt door de boerderijrekening en dat er geen langetermijngarantie is voor doorbetalingen.

"Momenteel, er is echt geen manier om te weten of koolstoflandbouw een effectieve manier zou zijn om klimaatverandering te bestrijden, maar er zijn ongetwijfeld veel manieren om veranderingen in landbeheer aan te brengen die de bodemgezondheid verbeteren en het milieu ten goede komen, ' zei Outlaw.

Zal koolstoflandbouw voor mij werken?

Studies naar de opslag van organische koolstof in de bodem tonen de Corn Belt, met zijn goede grond, mild klimaat en betrouwbare regenval, is een van de beste vooruitzichten voor een levensvatbare koolstoflandbouw. Ook, regio's van de zuidelijke VS met lange groeiseizoenen en voldoende regenval, evenals die met aanzienlijke irrigatie, levensvatbare kansen te creëren voor koolstoflandbouw.

"Koolstoflandbouw zal waarschijnlijk een grotere uitdaging zijn voor boeren in hete, droge gebieden van het land, Outlaw zei. "Daarom lijkt er steun te zijn voor een vrijwillig systeem dat rekening houdt met klimaatverschillen en tegelijkertijd een reeks opties biedt waaruit boeren en veeboeren kunnen kiezen om het beste programma voor hun land te bepalen."

De USDA heeft een webgebaseerde tool genaamd COMET-Farm om boeren te helpen die geïnteresseerd zijn in de overgang naar koolstofvastleggingspraktijken. De tool geeft een geschatte CO2-voetafdruk op basis van gegevens die door de gebruiker zijn aangeleverd en stelt boeren in staat om verschillende scenario's voor landbeheer te onderzoeken om te zien welke het beste voor hen werkt. Het begeleidt de gebruiker ook bij het beschrijven van boerderij- en ranchbeheerpraktijken, inclusief alternatieve toekomstige beheerscenario's.

Eenmaal voltooid, er wordt een rapport gegenereerd waarin de koolstofveranderingen en de uitstoot van broeikasgassen worden vergeleken tussen de huidige beheerpraktijken en toekomstige scenario's.

"Als econoom en iemand die vele jaren in de landbouw heeft gewerkt, mijn advies zou zijn voor producenten om hun huiswerk te doen en de pro's te beoordelen, nadelen en kosten van koolstoflandbouw versus de potentiële economische en andere voordelen voor hun activiteiten, dan beslissen of het voor hen werkt, ' zei Outlaw.