Разведение коров во всем мире является способом обеспечения людей молочными продуктами и говядиной, но, кроме того, оказывается и источником выбросов метана. Когда коровы переваривают пищу, они выделяют метан, парниковый газ, более чем в 25 раз более мощный, чем углекислый. Метан покидает пищеварительный тракт животных с обоих концов – через отрыжку и небольшое количество – из-за метеоризма.
Биочар является одним из способов, с помощью которых фермеры работают над снижением воздействия на окружающую среду крупного рогатого скота.
Сегодня в мире насчитывается более 1,4 миллиарда голов крупного рогатого скота, и вместе они выделяют 65 % всех парниковых газов от домашних животных. Усилия по сокращению выбросов метана от коров варьируются от вакцин до кормления их водорослями. В настоящее время растет интерес к вопросу о том, можно ли сократить выбросы метана за счет добавления другого вещества в рацион коровы.
Биочар
Это рассыпчатое черное вещество часто производится как побочный продукт лесного хозяйства и других отраслей промышленности. Он создается, когда биомасса оказывается в высокотемпературных условиях с низким содержанием кислорода, где она подвергается процессу, называемому пиролизом.
Задолго до своего недавнего использования в современном сельском хозяйстве биочар был создан и добавлен в почву местными фермерами в Амазонии примерно в V веке до нашей эры, чтобы сформировать богатую черноземную часть бассейна Амазонки, известную как «терра прета».
Применение биочара для кормления коров также имеет долгую и выдающуюся историю. В III веке до нашей эры Катон Старший писал, что больному скоту следует давать «три куска живого угля» или древесный уголь. Однако он также рекомендовал дать больным коровам три пинты вина и ряд других сомнительных веществ.
Более поздние исследования показали, что в рассуждениях Катона Старшего может быть некоторая мудрость. В 2012 году исследовательская группа во Вьетнаме обнаружила, что добавление 0,5-1 % биоугля в корм для крупного рогатого скота может снизить выбросы метана более чем на 10 %, в то время как другие исследования показали снижение до 17 %.
Исследования на коровах на Великих равнинах США показали, что добавление в корм биочара снижает выброс метана коровам на 9,5-18,4 %. Учитывая, что метан составляет 90 % выбросов парниковых газов от животноводства, это может значительно снизить воздействие на окружающую среду.
Свойства биочара
Механизм, с помощью которого, как считается, биочар приводит к этим сокращениям, не совсем понятен. Считается, что один из способов его работы – адсорбция молекулы метана или удерживание их на своей поверхности.
Другая теория заключается в том, что биочар способствует росту определенных микробных сообществ в микробиоме коровы, что приводит к более эффективному пищеварению. «Чтобы понять, как биоуголь снижает выбросы коровьего метана, необходимы дополнительные исследования», - говорит Клаудия Камманн из университета Hochschule Geisenheim.
Исследования биочара
На ферме около Манджимупа владелец крупного рогатого скота Дуг Пау уже несколько лет участвует в исследованиях биочаров. Он получает его в качестве побочного продукта от местного производителя кремния.
Первоначально он был привлечен к этому не для способности уменьшить выбросы метана его стада, а как способ изолировать больше углерода в почву. Это имело двойную перспективу снижения углерода и улучшения здоровья почвы.
«Благодаря высокопористой природе и большой площади поверхности биочара он улучшает способность почвы удерживать больше воды, – говорит Бхавана Бхатта, лектор по почвоведению в Мельбурнском университете. – Тонкая сеть пор в биочаре дает место для жизни почвенных микроорганизмов. Это увеличивает микробное разнообразие в почве».
Но сначала Дуг Пау ломал голову над тем, как он сможет доставить биоуголь на свои пастбища. Обычно для этого требовалось крупное и дорогое специализированное оборудование.
Пау задавался вопросом, возможно ли будет получить биочар в землю практически без затрат, используя свое стадо коров для его распределения? В конце концов, они бродили по его пастбищам целый день. Они казались готовой системой доставки. Но как только обогащенные биоуглем коровы были распределены по его земле, возникла еще одна проблема. Как этот навоз попадет в землю?
Ему пришлось искать жуков-навозников, которые впервые были завезены в Австралию в 1960-х годах, но остаются относительно редкими. После запроса от энтомолога уверенности в том, что скармливание биочара его скоту может нанести вред личинкам навозного жука, обитавшим на коровьем навозе, Пау начал испытание и объединился с исследователями биочара, такими как Стивен Джозеф из Университета Нового Южного Уэльса.
Каждый раз, когда жук роется в почве, он также выводит на поверхность новую почву с высоким уровнем фосфора, который действует как естественное удобрение.
Исследования, проведенные в течение трехлетнего периода на ферме Дуга, показали увеличение общего органического углерода и повышение плодородия почвы с момента его первого появления. Исследования показали, что он также улучшает удержание воды и увеличивает количество углерода, который содержится в почве.
В целом Пау увидел прогресс в качестве своей сельскохозяйственной земли, поскольку она стала более экономически выгодной и продуктивной. «Мы делаем все возможное, чтобы позитивно перестроить почву для долгосрочной пользы нашего мира», – говорит Пау.
«Это был очень изобретательный способ доставки биочара в почву без капитальных затрат», – говорит Кэти Доусон, исполнительный директор Уоррена Catchment Council, некоммерческой организации, которая помогает в управлении природными ресурсами в юго-западном регионе Западная Австралия.
Польза от биочара в земледелии
Биочар, как правило, является очень стабильной формой углерода, в отличие от биомассы, которая остается гниющей на поверхности, выделяя при этом диоксид углерода. После того как биочар похоронен в земле, он может оставаться на месте в течение нескольких сотен лет.
Считается, что присутствие биочара стабилизирует органический углерод в почве, что приводит к увеличению поглощения углерода. Идея захоронения этого подобного углю вещества в земле была предложена в качестве многообещающего поглотителя углерода для решения проблемы изменения климата, но количество, необходимое для получения значительного эффекта, должно быть огромным.
Но, учитывая интерес к другим экологическим преимуществам этого вещества, займутся ли другие фермеры системой биочаров и навозных жуков? Возникли сомнения по поводу того, насколько это экономически выгодно для фермеров.
Польза для здоровья почвы также зависит от типа используемого биочара. Поул считает, что законодательство и дополнительные стимулы, такие как финансовые кредиты, будут необходимы для стимулирования более широкого освоения этого вида углеродного земледелия. Он по-прежнему надеется, что система, которую он разработал, будет стимулировать больше фермеров вовремя ее использовать.
Хотя животноводство оказывает огромное воздействие на окружающую среду, оно также обеспечивает средства к существованию для 1,3 миллиарда человек во всем мире. Невероятное сочетание биочара и навозных жуков могло бы стать одним из способов, с помощью которых фермеры могут уменьшить свой вклад в климатический кризис, пожиная при этом пользу от более здоровой почвы.
