Ce sunt gazele cu efect de seră?
Gazele cu efect de seră (#GES) sunt gaze care se regăsesc în mod normal în compoziţia atmosferei şi au capacitatea de a absorbi căldura. Printre cele mai importante astfel de gaze, se numără dioxidul de carbon (CO2), metanul (CH4), protoxidul de azot (N2O), compuşii halogenaţi (CFC, HFC etc.) şi ozonul troposferic (O3). Acestea sunt dispuse sub forma unei „pături” la suprafaţa planetei noastre şi acţionează la fel ca o seră, de aici şi denumirea pe care au primit-o (Foto 1).
Foto 1. Efectul de seră
Ca să înţelegem importanţa deosebită pe care o au aceste gaze, trebuie menţionat că în lipsa GES, temperatura Pământului ar fi de -180C, aşadar existenţa lor în structura atmosferei este esenţială. Problema asociată cu emisiile de GES este intensivizarea activităţii umane, care generează o cantitate mult prea mare de GES. Acestea reţin o cantitate mai mare de căldură la suprafaţa Globului pământesc, ducând la apariţia încălzirii globale.Uniunea Europeană s-a implicat activ în reducerea emisiilor de GES, printr-o serie de demersuri legislative. Cel mai ambiţios obiectiv este angajamentul de a atinge neutralitatea climatică până în anul 2050. În acest sens a fost adoptat, în decembrie 2019, Pactul verde european care urmăreşte transformarea economiei UE într-o economie curată şi circulară.
Foto 2. Surse de GES
Principalele activităţi umane care contribuie semnificativ la generarea GES
Principalele sectoare de activitate care contribuie semnificativ la generarea GES sunt: transporturile (utilizarea combustibililor fosili), sectorul energetic (producerea, transmiterea şi distribuţie de energie) şi industria.
Agricultura are o contribuţie majoră la emisiile de GES. Conform unui raport din anul 2020, realizat de FAO (Organizaţia Naţiunilor Unite pentru alimentaţie şi agricultură), agricultura a contribuit în anul 2017 cu aproximativ 30% la emisiile totale de gaze cu efect de seră. Cea mai mare contribuţie la emisiile de GES din agricultură au avut-o protoxidul de azot, metanul şi dioxidul de carbon.
Surse de GES din agricultură
Printre practicile agricole care generează cele mai mari cantităţi de gaze cu efect de seră se numără fertilizarea culturilor, mecanizarea, depozitarea gunoiului de grajd, irigaţiile şi drenarea solurilor organice.
Dacă ne concentrăm atenţia asupra celor trei gaze cu contribuţie majoră la emisiile de GES din agricultură, situaţia se prezintă astfel:
Emisiile de protoxid de azot din agricultură reprezintă 75% din totalul emisiilor de N2O emise la nivel global. Acestea pot proveni de la aplicarea fertilizanţilor organici şi anorganici, ca urmare a descompunerii resturilor vegetale şi prin depozitarea gunoiului de grajd. Emisii indirecte de N2O pot rezulta din volatilizarea azotului şi redepozitarea amoniacului dar şi ca urmare a spălării azotului în sol. Sistemele de irigaţii contribuie, de asemenea, la generarea emisiilor de protoxid de azot.
Emisiile de metan din agricultură reprezintă 42% din totalul emisiilor de CH4 emise la nivel global. Acestea rezultă, în principal, din fermentaţia enterică a rumegătoarelor (digestia animalului – care realizează practic conversia microbiană a celulozei în tractul digestiv) precum şi din descompunerea anaerobă a gunoiului de grajd depozitat. Emisiile de metan din agricultură sunt influenţate de cantitatea de excreţii animale, tipul şi durata depozitării gunoiului de grajd. Spre exemplu, emisii crescute de CH4 pot fi înregistrate dacă dejecţiile animale sunt depozitate în strat gros şi sunt colectate pe o perioadă mai lungă de o lună.
Studii recente arată că peste 90% din emisiile rezultate din sectorul producţiei animale, sunt cauzate de sectorul creşterii vacilor. Creşterea vacilor de lapte are cea mai mare contribuţie, în timp ce taurinele contribuie într-o proporţie mai scăzută la emisiile de GES. În acest caz, reducerea emisiilor s-ar putea realiza prin adaptarea alimentaţiei animalului, astfel încât să se optimizeze aportul de energie şi proteine (reducerea utilizării furajelor grosiere, mai multe concentrate etc.). Prin creşterea performanţei animalului, se poate obţine o cantitate mai mare de lapte pe vacă şi astfel se reduc emisiile pe kg lapte. Emisiile de dioxid de carbon din agricultură reprezintă 20% din totalul emisiilor de CO2 emise la nivel global. Acestea provin, în principal, din cultivarea solurilor cu un conţinut crescut de substanţe organice. În această categorie se înscriu turbăriile din zona boreală şi tropice, iar în ţara noastră o suprafaţă importantă este situată de-a lungul fluviului Dunărea. Particularitatea acestor soluri este că s-au format în condiții de umiditate permanentă, care, practic a împiedicat descompunerea completă a biomasei moarte. În momentul în care aceste suprafeţe sunt drenate, toată materia organică este descompusă rapid, provocând emisii substanțiale de CO2 și N2O. Actualele Politici agricole comune urmăresc stoparea completă a drenării turbăriilor, prin introducerea culturilor adaptate la niveluri crescute de umiditate (stuful, papura, mușchii de turbă etc.).
Soluţii pentru reducerea emisiilor de GES: Agricultura conservativă
Participarea sectorului agricol la emisiile de gaze cu efect de seră este cel puţin controversată. De ce? Pentru că cultivarea pământului este, pe de o parte, printre cei mai mari emiţători de GES, iar pe de altă parte, reprezintă principalul sector de activitate umană care are abilitatea de a se transforma din emiţător de CO2 în “sechestrator de CO2”. Rezultatele unei astfel de conversii nu se referă doar la reducerea GES din agricultură, ci, dimpotrivă, agricultura poate participa la reducerea GES din atmosferă şi astfel, poate să îşi schimbe statutul din mare poluator în soluţia pentru combaterea schimbărilor climatice. Pentru a înţelege acestă funcţie a agriculturii, trebuie să ştim că solurile agricole pot emite sau absorbi dioxidul de carbon. Diferenţa este determinată de efectul pe care îl are absorbţia CO2-ului de către plante: depozitarea în sol sub forma resturilor vegetale şi a materiei organice a solului şi emisia în atmosferă a CO2-ului, ca urmare a descompunerii resturilor vegetale şi a materiei organice din sol. Practicile agricole comune, cum sunt conducerea tractorului, lucrările solului, aplicarea tratamentelor (fertilizarea, erbicidarea etc) generează cantităţi mari de CO2. Acesta poate fi stocat în sol pentru o perioadă lungă de timp, proces benefic pentru sănătatea solului, care poartă denumirea de sechestrarea carbonului. Agricultura conservativă sau agricultura de carbon, cuprinde toate acele practici agricole care sunt cunoscute că îmbunătăţesc rata de absorbţie a CO2- ului din atmosferă şi îl transformă în material vegetal şi/sau materie organică a solului. Acest sistem de agricultură promovează, în general, minimizarea lucrărilor solului (chiar fără lucrări ale solului, acolo unde este posibil), acoperirea solului cu vegetaţie pe tot parcursul anului şi o diversitate cât mai crescută a speciilor.Cele mai eficiente şi utilizate practici agricole menite să crească rata de absorbţie şi sechestrare a carbonului sunt: utilizarea compostului, introducerea rotaţiei culturilor şi culturilor de acoperire, evitarea arăturii terenului etc.
Principiile agriculturii conservative sunt:
Reducerea la minim a perturbărilor mecanice ale solului – sunt încurajate practicile agricole care reduc/evită lucrările mecanizate ale solului şi chiar sistemele fără lucrări ale solului, acolo unde este posibil. În alegerea practicilor agricole pe care urmează să le implementăm, este recomandat să luăm în considerare că tipul de lucrare ales – mecanizată sau nu – şi adâncimea la care se lucrează solul – pot influenţa semnificativ emisiile de CO2. Un exemplu elocvent este arătura solului – cu cât arătura solului se face mai adânc, cu atât emisiile de CO2 vor fi mai mari.
Agricultura conservativă recomandă reducerea la minim a lucrărilor mecanizate ale solului prin semănatul direct sau fertilizarea directă. Semănatul direct se referă la cultivarea plantelor fără pregătirea mecanizată a patului germinativ. În agricultura conservativă, pregătirea terenului pentru semănat sau plantat implică tăierea sau rostogolirea buruienilor, a resturilor vegetale din cultura precedentă sau a culturilor de acoperire. Resturile vegetale sunt utilizate în totalitate sau într-o proporţie care să asigure acoperirea completă a solului. Fertilizanţii şi amendamentele pot fi aplicate la suprafaţa solului în timpul însămânţării.
Acoperirea permanentă a solului cu substanţă organică – acoperirea solului cu resturi vegetale sau culturi de acoperire reprezintă principiul fundamental al agriculturii conservative. Resturile vegetale rezultate din cultura precedentă sunt lăsate direct la suprafaţa solului, însă dacă perioada de timp dintre recoltarea unei culturi şi implementarea/însămânţarea următoarei culturi este prea mare, atunci este nevoie să introducem şi o cultură de acoperire. Culturile de acoperire contribuie la stabilitatea sistemului de agricultură conservativă nu doar prin îmbunătăţirea proprietăţilor solului, ci şi prin promovarea unei biodiversităţi crescute. Avantajele majore ale culturilor de acoperire includ: protecţia solului necultivat, îmbunătăţirea structurii solului prin suplimentare cu materie organică, recircularea nutrienţilor (în special P şi K) şi mobilizarea lor în sol şi realizarea unei prelucrări biologice a solului (plantele cu înrădăcinare adâncă, cum sunt unele crucifere, pot pătrunde adânc în structura solului aerându-l şi îmbunătăţind capacitatea de retenţie a apei în sol). Culturile de acoperire au şi rolul de a proteja solul împotriva eroziunii hidrice – cauzate de ploaie – dar şi de a menţine umiditatea crescută a solului. Speciile utilizate în înfiinţarea culturilor de acoperire pot fi utilizate după recoltare în alimentaţia animalelor, astfel că valoarea culturilor de acoperire este dată atât de contribuţia la stabilitatea agroecosistemelor, cât şi de utilizarea ca furaj pentru animale. În lupta pentru reducerea GES, culturile de acoperire pot contribui semnificativ la reducerea concentraţiei de CO2 din atmosferă, prin captarea acestuia de către plante şi încorporarea în sol prin resturile vegetale ale culturilor. Cercetări realizate în Franţa au evidenţiat un potenţial de reducere a CO-2-ului emis de sistemele agricole franceze cu 4,5 până la 9% mai scăzut prin intermediul culturilor de acoperire.
Creşterea biodiversităţii culturilor – prin introducerea unor secvenţe variate de culturi sau asociaţii de cel puţin trei culturi diferite. Rotaţia culturilor este cea mai utilizată practică. Necesitatea acestei practici nu este dată doar de promovarea unei biodiversităţi crescute ci şi de faptul că include specii cu înrădăcinare diferită, care explorează straturi de sol diferite pentru accesul la nutrienţi. Astfel, nutrienţii aflaţi în profunzimea stratului de sol pot deveni accesibili unor noi culturi. În plus, diversitatea plantelor cultivate atrage o diversitate floristică şi faunistică a solului mai crescută şi îmbunătăţeşte conţinutul de humus. Rotaţia culturilor are şi un rol de protecţie fitosanitară împotriva bolilor şi dăunătorilor. Luând în considerare multiplele beneficii pe care le are asupra proprietăţilor solului, în stabilirea rotaţiei culturilor trebuie să luăm în considerare rezultatul pe care dorim să îl obţinem în urma înfiinţării unui astfel de sistem agricol: producţia de hrană sau furaj, producţia unor resturi vegetale, protecţie fitosanitară împotriva bolilor şi dăunătorilor, îmbunătăţirea structurii şi proprietăţilor solului etc.
Rotaţia culturilor poate participa la reducerea emisiilor de GES prin două direcţii: reducerea fertilizării şi captarea azotului din atmosferă. Cum se poate realiza acest lucru? Rotaţia culturilor implică introducerea leguminoaselor în rotaţie, care fixează biologic/simbiotic azotul din atmosferă / practic îmbunătăţeşte conţinutul de N al solului. Ulterior, cantitatea de azot fixată biologic poate fi utilizată atât de cultura fixatoare cât şi de culturile următoare (prin accesul la N din sol rezultat din resturile vegetale ale culturii precedente) rezultatul fiind o reducere a necesarului de fertilizanţi. Mai departe, reducerea necesarului de fertilizanţi, pe lângă reducerea costurilor asociate culturii (legate de achiziţia fertilizanţilor, aplicarea lor pe sol etc.), atrage reducerea emisiilor de GES implicate în procesul de producţie al fertilizanţilor. Un studiu realizat în Statele Unite ale Americii a evidenţiat că cultivarea porumbului în rotaţie cu soia a asigurat producţii ridicate şi stabile şi a dus la reducerea emisiilor de N2O cu 2 kg N/ ha/an.
Se poate observa, aşadar, că prin alegerea documentată a celor mai sustenabile practici agricole putem obţine şi recolte crescute dar putem participa şi la reducerea GES, participând astfel activ la conturarea unui viitor durabil şi curat pentru generaţiile viitoare.