Tarımın karbondan arındırılması, ABD’nin 2050 yılına kadar net sıfır emisyona ulaşması için kritik öneme sahip. Veriye dayalı yeni bir yaklaşım, dünya için iyi ve çiftçiler için kârlı uygulamalara bakıyor.
Dünya, Amerikalı çiftçilere, sofralarını kurmaktan çok daha fazlasını yapmak için güveniyor. Amerikalı çiftçiler, insanlar ve hayvanlar için gıda üretmenin yanı sıra biyoyakıt üretimi için hammadde de üretiyor.
Bunu yaparken de, tarım endüstrisi, ABD sera gazı (GHG) emisyonlarının yaklaşık %10’una katkıda bulunuyor. Tarıma ayrılan arazi miktarı sınırlı olduğundan, çiftçilerin verimli, sürdürülebilir ve karlı bir şekilde faaliyet göstermenin ve aynı zamanda sera gazı emisyonlarını azaltmanın daha fazla yolunu bulması gerekiyor. Yeni uygulamalarla çiftçiler, çiftlikleri net bir CO2 yutağı haline getirerek ABD’nin 2050 yılına kadar net sıfır emisyon elde etme hedefine ulaşmasına yardımcı olabilir.
Argonne’nin Enerji Sistemleri ve Altyapı Analizi (ESIA) bölümünde baş çevre bilimci olan, makalenin ortak yazarlarından biri olan Hoyoung Kwon, “Tarımın sürdürülebilir yoğunlaştırılması kavramı daha geniş ölçekli peyzaj uygulamalarına uygulandı” dedi. “Üretkenliği ve sera gazı emisyonlarını değerlendirdik, arazi yönetimi taktiklerini ve ürünlerini optimize etmeye çalıştık ve arazi ve arazi verimliliğini iyileştiren farklı yaklaşımları araştırdık.”
Örneğin, çiftçiler mısır mahsulü kalıntısını (veya “soba”) biyoyakıt için temizleyebilir ve yeniden kullanabilirler. Çiftçiler, kaldırılan ocakları desteklemek için kış (veya “nadas”) mevsimi boyunca örtü bitkileri ekebilir. Yazarlar, örtü bitkisi ekiminin net faydalarını bütünsel olarak ele almak için örtü bitkilerinin ekiminin emisyon maliyeti olan enerjiyi hesaba katmışlardır. Çiftçiler ayrıca bir büyüme mevsimi sona erdikten sonra ekecekleri arazi miktarını azaltabilir, bu da çürümeyi azaltır ve topraktan yayılan CO2 miktarını azaltır. Ancak, çiftçi bir sonraki büyüme mevsimine hazır olmak için toprağın bir kısmını işlemek zorundadır.
Sürdürülebilir yoğunlaştırma, birçok kişinin yardımcı olabileceğini düşündüğü iki yönlü bir yaklaşımdır. Maksimum tarım arazisi verimliliği için arazi kullanımı ve yönetim uygulamalarını optimize etmeye çalışırken aynı zamanda ilgili çevresel etkiyi en aza indirmeye çalışır. İşin püf noktası, iki hedef arasında doğru dengeyi bulmaktır.
Bazı çiftçiler bu uygulamalardan birini veya hatta üçünü zaten takip ederken, Argonne’dan bilim insanları, etkilerinin daha iyi anlaşılmasının kitleleri daha fazla motive edeceğine inanıyor.
Bilim insanları, reel şartlarda sürdürülebilir yoğunlaştırma ve karbon tutucu koruma önlemleri arasındaki ödünleşimlere ve sinerjilere baktılar. Des Moines, Iowa’nın yukarısındaki bir tarım alanını değerlendirmek için DayCent ve LCA olmak üzere iki model kullandılar.
DayCent modeli, doğal ve tarımsal ekosistemlerde atmosfer, bitki örtüsü ve toprak arasındaki günlük karbon, azot ve su akışını temsil eder. Bilim insanları, mısır etanol üretimindeki sera gazı emisyonlarını ve kalıntı hasadının etkilerini değerlendirmek için bu yaklaşımı kullandılar.
Çiftlik faaliyetleri ve hasat edilmiş mısır tanesi, soya fasulyesi ve mısır sobasının biyoyakıt üretimi için hammadde olarak kullanımıyla ilişkili emisyonları hesaba katmak için GREET’i kullandılar. GREET, biyoyakıt tedarik zincirleri ve diğer ulaşım ve enerji teknolojileriyle ilişkili enerji tüketimini, sera gazı emisyonlarını, hava kirletici emisyonları ve su tüketimini değerlendirmek için endüstriler arasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ortak yazarlardan biri olan, Argonne’nin enerji sistemleri ve Altyapı geçici bölüm direktörü Michael Wang, GREET’in birincil mimarıdır.
Araştırmaya göre, biyoyakıt üretimi için mısır tarlalarının %30’unun hasat edilmesi, çiftlik gelirlerini artıracak, net kârlılığı ikiye katlayacak ve araziden genel biyoyakıt üretimini %17-20 oranında artıracaktır. Sobanın kaldırılması aynı zamanda sera gazlarını bir miktar azaltacaktır, ancak topraktaki temel iyi karbon miktarını %40 oranında azaltır. Karşılaştırıldığında, kış örtüsü kırpma ve/veya toprak işleme yoğunluğunun azaltılmasını içeren entegre yaklaşımlar, topraktaki karbonu artıracak, çiftlik karlılığını artıracak ve daha fazla sera gazı azaltacaktır.
Hawkins, “Mısır ve soyaya odaklandık, ancak yaklaşımımız diğer mahsullere de genişletilebilir” dedi. “Günümüzde birçok çiftlik, yüksek teknolojiye sahip ve çok daha fazla yüksek çözünürlüklü verilere dayanan büyük, endüstriyel çiftliklerdir. Çiftçilere, bölge planlayıcılarına ve tarımsal yönetimdeki diğer kişilere, araziyi sürdürülebilir bir şekilde nasıl kullanacaklarını ve en fazla değeri nasıl elde edeceklerini hesaplamaları için bir araç vermek istiyoruz. Bu, hem karlılık hem de çevresel hedefleri daha da ileriye taşıyacaktır.”
Daha fazla bilgi: Trung H. Nguyen ve diğerleri, Yerel iklim azaltma potansiyelini değerlendirmek için çok ürünlü bir peyzaj yaşam döngüsü değerlendirme yaklaşımı, Journal of Cleaner Production (2022). DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.131691