Kolodling
Kolodling är ett namn för en mängd olika jordbruksmetoder som syftar till att binda atmosfäriskt kol i jorden och i grödans rötter, ved och löv. Syftet med kolodling är att öka hastigheten med vilken kol binds in i jord och växtmaterial med målet att skapa en nettoförlust av kol från atmosfären. Att öka en marks innehåll av organiskt material kan hjälpa växternas tillväxt, öka den totala kolhalten, förbättra jordens vattenretentionsförmåga och minska användningen av gödningsmedel. Från och med 2016 nådde varianter av kolodling hundratals miljoner hektar globalt, av de nästan 5 miljarder hektar (1,2 × 10 10 tunnland) världens jordbruksmark. Utöver jordbruksverksamhet är skogsvård också ett verktyg som används i kolodling. Utövandet av kolodling utförs ofta av enskilda markägare som ges incitament att använda och integrera metoder som kommer att binda kol genom politik skapad av regeringar. Kolodlingsmetoder kommer vanligtvis att ha en kostnad, vilket innebär att bönder och markägare behöver ett sätt att dra nytta av användningen av kolodling, vilket kräver statliga program.
Markförvaltningstekniker som kan kombineras med jordbruk inkluderar plantering/restaurering av skogar, nedgrävning av biokol producerad av anaerobt omvandlad biomassa och återställande av våtmarker (som kärr och torvmarker ).
Koldioxidodling är en del av ett klimatsmart jordbruk .
Översikt
Jordens kol
Delvis tros markens kol ackumuleras när sönderfallande organiskt material fysiskt blandades med jord. Små rötter dör och förmultnar medan växten lever och avsätter kol under ytan. På senare tid har de levande växternas roll betonats där kol frigörs när växter växer. Jordar kan innehålla upp till 5 viktprocent kol, inklusive sönderfallande växt- och djurmaterial och biokol .
Ungefär hälften av markens kol finns i djupa jordar. Cirka 90 % av detta stabiliseras av mineral-organiska föreningar.
Minst 32 metoder för Natural Resource Conservation Service (NRCS) förbättrar markens hälsa och binder kol, tillsammans med viktiga bifördelar: ökad vattenretention, hydrologisk funktion, biologisk mångfald och motståndskraft. Godkänd praxis kan göra jordbrukare berättigade till federala medel. Inte alla tekniker för kolodling har rekommenderats. Koldioxidodling kan överväga relaterade frågor som grundvatten och ytvattennedbrytning.
Relaterade begrepp
Klimatsmart jordbruk
Blått kol
Efter sektor
Lantbruk
Jämfört med naturlig vegetation är odlingsmarken utarmad på organiskt kol i jorden ( SOC). När en jord omvandlas från naturlig mark eller semi-naturlig mark, såsom skogar , skogsmarker, gräsmarker , stäpper och savanner , minskar SOC-halten i jorden med cirka 30–40 %. Förlusten av kol genom jordbruksmetoder kan så småningom leda till förlust av jord som lämpar sig för jordbruk. Kolförlusten från marken beror på att växtmaterial som innehåller kol avlägsnas via skörd. När markanvändningen förändras, antingen ökar eller minskar markens kol. Denna förändring fortsätter tills jorden når en ny jämvikt. Avvikelser från denna jämvikt kan också påverkas av varierande klimat. Minskningen kan motverkas genom att öka koltillförseln. Detta kan göras via flera strategier, t.ex. lämna kvar skörderester på fältet, använda gödsel eller roterande fleråriga grödor . Fleråriga grödor har en större andel biomassa under marken, vilket ökar SOC-halten. Globalt beräknas jordar innehålla >8 580 gigaton organiskt kol, ungefär tio gånger så mycket som i atmosfären och mycket mer än i vegetation.
Ändring av jordbruksmetoder är en erkänd metod för kolbindning eftersom mark kan fungera som en effektiv kolsänka som kompenserar så mycket som 20 % av 2010 års koldioxidutsläpp årligen. Ekologiskt jordbruk och daggmaskar kan kanske mer än kompensera för det årliga kolöverskottet på 4 Gt/år.
Metoder för minskning av koldioxidutsläpp inom jordbruket kan grupperas i två kategorier: att minska och/eller ersätta utsläppen och att förbättra kolbindningen . Minskningar inkluderar att öka effektiviteten i jordbruksverksamheten (t.ex. mer bränslesnål utrustning) och att avbryta den naturliga kolcykeln . Effektiva tekniker (såsom eliminering av stubbbränning ) kan negativt påverka andra miljöhänsyn (ökad herbicidanvändning för att bekämpa ogräs som inte förstörs av förbränning).
Biokol/terra preta
Genom att blanda anaerobt bränt biokol i marken binds cirka 50 % av kolet i biomassan. Globalt kan upp till 12 % av de antropogena koldioxidutsläppen från förändrad markanvändning (0,21 gigaton) kompenseras årligen i marken, om slash-and-burn ersätts med slash-and-char . Jord- och skogsbruksavfall skulle kunna öka med cirka 0,16 gigaton per år. Biobränsleproduktion med modern biomassa kan producera en biokol-biprodukt genom pyrolys som binder 30,6 kg för varje gigajoule energi som produceras. Jordbundet kol mäts enkelt och verifierbart.
Tilling
Kolodling minimerar störningar av jordar under planterings-/odlings-/skördcykeln. Jordbearbetning undviks med hjälp av såmaskiner eller liknande tekniker. Boskap kan trampa och/eller äta resterna av en skördad åker. Minskningen eller fullständigt stopp av bearbetningen kommer att skapa en ökning av markens kolkoncentrationer i matjorden. Plöjning klyver jordaggregat och tillåter mikroorganismer att konsumera sina organiska föreningar. Den ökade mikrobiella aktiviteten frigör näringsämnen, vilket initialt ökar avkastningen. Därefter minskar förlusten av struktur markens förmåga att hålla vatten och motstå erosion, vilket minskar avkastningen.
Boskapsbete
Boskap är, precis som alla djur, nettoproducenter av kol. Idisslare som kor och får producerar inte bara CO 2 , utan även metan på grund av mikroberna som finns i deras matsmältningssystem. En liten mängd kol kan bindas i gräsmarker genom rotexsudat och gödsel. Genom att regelbundet rotera besättningen genom flera hagar (så ofta som dagligen) kan hagarna vila/återhämta sig mellan betesperioderna. Detta mönster ger stabila gräsmarker med betydande foder. Ettåriga gräs har grundare rötter och dör när de väl betas. Rotationsbete leder till att ettåriga växter ersätts med perenner med djupare rötter, som kan återhämta sig efter bete. Om man däremot tillåter djur att sträcka sig över ett stort område under en längre period kan gräsmarken förstöras.
Silvopasture innebär att boskap betar under trädtäcke, med träd åtskilda tillräckligt för att ge tillräckligt med solljus näring till gräset. Till exempel planterade en gård i Mexiko inhemska träd på en hage som spänner över 22 hektar (54 hektar). Detta utvecklades till ett framgångsrikt ekologiskt mejeri. Verksamheten blev en försörjningsgård, som fick inkomster från konsultation/utbildning av andra snarare än från växtodling.
Ekologisk kompost
Mulching täcker jorden runt växter med en kompost av träflis eller halm. Alternativt kan skörderester lämnas på plats för att komma in i jorden när den bryts ned.
Kompost
Kompost binder kol i en stabil (inte lättillgänglig) form. Kolodlare sprider det över jordytan utan att bearbeta. En studie från 2013 fann att en enda komposttillförsel avsevärt och varaktigt ökade kollagringen på gräsmarker med 25–70 %. Den fortsatta lagringen kom sannolikt från ökad vattenhållning och "gödsling" genom kompostnedbrytning. Båda faktorerna stödjer ökad produktivitet. Båda testade platserna visade stora ökningar i gräsmarksproduktivitet: en foderökning på 78 % i en torrare dalplats, medan en fuktigare kustplats i genomsnitt ökade med 42 %. CH
4 och N
2 O och utsläppen ökade inte nämnvärt. Metanflöden var försumbara. N
2 O i marken från tempererade gräsmarker med kemiska gödselmedel och gödsel var storleksordningar högre. En annan studie fann att gräsmarker som behandlats med 0,5" kommersiell kompost började absorbera kol med en årlig hastighet av nästan 1,5 ton/tunnland och fortsatte att göra det under efterföljande år. Från och med 2018 hade denna studie inte replikerats.
Grödtyp
Täckgrödor är snabbväxande arter som planteras för att skydda jordar från vind- och vattenerosion under lågväxtsäsongen. Täckgrödan kan införlivas i jorden för att öka jordens organiska material. Baljväxttäckningsgrödor kan också producera en liten mängd kväve. Kolinnehållet i en mark bör inte ökas utan att också säkerställa att den relativa mängden kväve ökar för att upprätthålla ett sunt markekosystem.
Fleråriga grödor erbjuder potential att binda kol när de odlas i flerskiktssystem. Ett system använder fleråriga basgrödor som växer på träd som är analoger med majs och bönor, eller vinstockar, palmer och örtartade perenner.
Skogsbruk
Skogsbruk och jordbruk är båda landbaserade mänskliga aktiviteter som sammanlagt bidrar med ungefär en tredjedel av världens utsläpp av växthusgaser. Det finns ett stort intresse för återplantering av skog, men när det gäller kolodling kommer det mesta av den återplanteringsmöjligheten att finnas i små fläckar med träd som planteras av enskilda markägare i utbyte mot fördelar från program för kolodling. Skogsbruk i kolodling kan vara både återplantering av skog, vilket är att återställa skog till områden som avskogats , och skogsplantering som skulle plantera skog i områden som inte historiskt sett var skogbevuxna. Alla skogar kommer inte att binda samma mängd kol. Kolbindningen är beroende av flera faktorer som kan inkludera skogsålder, skogstyp, mängd biologisk mångfald, skötselmetoder skogen är upplevelser och klimat. Biologisk mångfald anses ofta vara en sidovinst av kolodling, men i skogsekosystem kan ökad biologisk mångfald öka graden av kolbindning och kan vara ett verktyg i kolodling och inte bara en sidovinst.
Bambu
En bambuskog kommer att lagra mindre totalt kol än de flesta typer av mogen skog. Det kan dock lagra en liknande total mängd kol som gummiplantager och trädträdgårdar, och kan överträffa det totala kol som lagras i agroskogar , palmoljeplantager , gräsmarker och buskmarker. En bambuplantage binder kol i en snabbare takt än en mogen skog eller en trädplantage. Det har dock visat sig att endast nya plantager eller plantager med aktiv förvaltning kommer att binda kol i en snabbare takt än mogna skogar. Jämfört med andra snabbväxande trädarter är bambu bara överlägsen i sin förmåga att binda kol om den skördas selektivt. Bambuskogar har särskilt stor potential för kolbindning om det odlade växtmaterialet omvandlas till hållbara produkter som håller kolet i växtmaterialet under en lång period eftersom bambu både växer snabbt och växer kraftigt igen efter en årlig skörd. Medan bambu har förmågan att lagra kol som biomassa i odlat material, kommer mer än hälften av kolbindningen från bambu att lagras som kol i jorden. Kol som binds in i jorden av bambu lagras av rhizomer och rötter, vilket är biomassa som kommer att finnas kvar i jorden efter att växtmaterial ovanför jorden skördats och lagrats under lång tid. Bambu kan planteras i suboptimal mark som är olämplig för att odla andra grödor och fördelarna skulle inkludera inte bara kolbindning utan att förbättra kvaliteten på marken för framtida grödor och minska mängden mark som utsätts för avskogning. Användningen av handel med utsläppsrätter är också tillgänglig för bönder som använder bambu för att få koldioxidkrediter i annars oodlad mark. Därför kan odling av bambuvirke ha en betydande potential för kolbindning.
Utmaningar
Koldioxidodling är inte utan sina utmaningar eller nackdelar. När ekosystemåterställning används som en form av kolodling kan det finnas kunskapsbrist som är ofördelaktigt i projektplaneringen. Ekosystemtjänster är ofta en sidofördel med att återställa ekosystem tillsammans med kolodling, men ofta ignoreras ekosystemtjänster i projektplanering eftersom, till skillnad från kolbindning, inte är en global handelsvara som kan handlas. Om och hur kolodlingens ytterligare bindningsmetoder kan påverka ekosystemtjänster bör undersökas för att fastställa hur olika metoder och strategier kommer att påverka värdet av en ekosystemtjänst i vissa områden. En oro att notera är att om politik och incitament endast är inriktade på kolbindning, kan kolodling faktiskt vara skadlig för ekosystemen. Kolodling kan oavsiktligt orsaka en ökning av markrensning och monokulturer när artmångfald inte är ett mål för landskapsprojektet, så det bör finnas försök att balansera målen för kolodling och biologisk mångfald bör försökas.
Kritiker säger att det relaterade regenerativa jordbruket inte kan antas tillräckligt för att spela roll eller att det kan sänka råvarupriserna. Effekten av ökat markkol på avkastningen har ännu inte klarats. [ citat behövs ]
En annan kritik säger att ingen bearbetning kan öka herbicidanvändningen, minska eller eliminera kolfördelarna.
Kompostering är inte en NRCS-godkänd teknik och dess effekter på inhemska arter och utsläpp av växthusgaser under produktionen har inte helt lösts. Dessutom är kommersiella komposttillgångar för begränsade för att täcka stora mängder mark.
Efter land
Australien
2011 startade Australien ett cap-and-trade- program. Jordbrukare som binder kol kan sälja koldioxidkrediter till företag i behov av koldioxidkompensationer . Landets direkta handlingsplan säger "Den enskilt största möjligheten för att koldioxidutsläppen
" i Australien är genom biobindning i allmänhet, och i synnerhet påfyllning av våra markens kol. I studier av försöksområden över 20 år visades ökad mikrobiell aktivitet när bönder inkorporerade organiskt material eller minskade jordbearbetning. Kolhalterna i marken från 1990 till 2006 minskade med 30 % i genomsnitt under kontinuerlig odling. Att införliva organiskt material enbart var inte tillräckligt för att bygga markens kol. Kväve , fosfor och svavel måste också tillsättas för att göra det.
Frankrike
Den största internationella insatsen för att främja kolodling är "fyra per 1 000", ledd av Frankrike. Dess mål är att öka markens koldioxidutsläpp med 0,4 % per år genom jord- och skogsbruksförändringar.
Nordamerika
År 2014 hade mer än 75 % av Canadian Prairies odlingsmark antagit "bevarande jordbearbetning" och mer än 50 % hade antagit ingen jordbearbetning . Tjugofem länder lovade att anta denna praxis vid klimatförhandlingarna i Paris i december 2015 . I Kalifornien stöder flera resurskonservationsdistrikt (RCD) lokala partnerskap för att utveckla och implementera kolodling. Under 2015 började byrån som administrerar Kaliforniens koldioxidutbyte bevilja krediter till jordbrukare som komposterar betesmarker. 2016 samarbetade Chevrolet med US Department of Agriculture (USDA) för att köpa 40 000 koldioxidkrediter från ranchägare på 11 000 hektar utan jord. Transaktionen motsvarar att ta bort 5 000 bilar från vägen och var den största hittills i USA. Under 2017 antog flera amerikanska delstater lagstiftning till stöd för kolodling och markhälsa .
- Kalifornien anslog 7,5 miljoner dollar som en del av sitt Healthy Soils Program. Målet är att visa att "specifika förvaltningsmetoder binder kol, förbättrar markens hälsa och minskar atmosfäriska växthusgaser." I programmet ingår mulching, täckgrödor , kompostering , häckar och buffertremsor . Nästan hälften av Kaliforniens län har bönder som arbetar med kolodling.
- Marylands Healthy Soils Program stöder forskning, utbildning och tekniskt bistånd.
- Massachusetts finansierar utbildning och träning för att stödja jordbruk som regenererar markhälsa.
- Hawaii skapade Carbon Farming Task Force för att utveckla incitament för att öka markens kolhalt. Ett 250 hektar stort demonstrationsprojekt försökte producera biobränslen från pongamiaträdet . Pongamia tillför kväve till jorden. På samma sätt driver en ranch 2 000 nötkreatur på 4 000 hektar och använder roterande bete för att bygga jord, lagra kol, återställa hydrologisk funktion och minska avrinning.
Andra stater överväger liknande program.
Se även
externa länkar
- "Marin Carbon Project" . www.marincarbonproject.org . Hämtad 2018-04-27 .
- COMET-Farm - Ett verktyg från USDA som uppskattar en gårds koldioxidavtryck . Jordbrukare kan utvärdera olika scenarier för markförvaltning för att ta reda på vilket som passar bäst.