CC BY
1
СЫ: 10.24412/0044-3913-2024-7-9-13 УДК 504.05
Углеродный след продукции растениеводства при использовании технологий почвозащитного ресурсосберегающего земледелия
Л. В. ОРЛОВА1, кандидат экономических наук, старший научный сотрудник (e-mail: info@ rmrl.ru)
Р. И. САФИН2, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Г. В. КНУРОВА1, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник В. И. ПЛАТОНОВ1, кандидат химических наук, доцент И. И. ВАСЕНЕВ3, доктор биологических наук, профессор Д. Р. ЕРМОЛАЕВА4, кандидат технических наук, магистрант Е. С. ГЕРАСИМОВ5, начальник производства
Самарский университет имени академика С. П. Королёва, Московское ш., 34, Самара, 443086, Российская Федерация 2Казанский государственный аграрный университет, ул. К. Маркса, 65, Казань, 420015, Российская Федерация 3Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация 4Самарский государственный аграрный университет, ул. Учебная, 2, п.г.т. Усть-Кинельский, Кинель, Самарская обл., 446442, Российская Федерация 5ООО Орловка - АгроИнновационный центр», ул. Центральная, 42е, с. Старый Аманак, Похвистневский р-н, Самарская обл., 446472, Российская Федерация
В условиях климатических изменений углеродный след сельскохозяйственной продукции (УСП), то есть суммарное количество выбросов парниковых газов (CO^ CH4 и N2O) в пересчёте на СО2-эквивалент при производстве 1 кг продукции на всех этапах её жизненного цикла, может выступать одним из эффективных инструментов для стимуляции сельхозтоваропроизводителей к активному использованию почвозащитных ресурсосберегающих(углеродсберегающих) агротехнологий при принятии законодательных инициатив по углеродно-экологической сертификации продукции. Исследование
проводили с целью анализа влияния технологий почвозащитного ресурсосберегающего земледелия (ПРЗ) на углеродный след производимой растениеводческой продукции и оценки потенциала основных сельскохозяйственных культур для включения в «зелёные» севообороты в условиях Самарской области. Работу осуществляли в 2020-2023 гг. Для расчётов углеродного следа использовали онлайн-калькулятор Cool Farm Tool. Лидирующими факторами, формирующими выбросы парниковых газов при возделывании сельскохозяйственных культур, служили производство и использование ГСМ (дизельного топлива) и неорганических удобрений: средний вклад по культурам составил 40,5% и 53,8% соответственно. Расчёт углеродного следа в среднем за 2020-2023гг. для исследуемых культур подтвердил его снижение в 2...4 раза при переходе от традиционной к технологии прямого посева. При этом минимальный в опыте уровеньдекарбонизации отмечен для яровой и озимой пшеницы - 0,217кг СО2-экв./ кг и 0,224 кгСО2-экв./кгсоответственно. Наибольшей она была при возделывании льна масличного и сорго -0,496и0,533кг СО2-экв./ кг при сокращении УСП в 3,9 и 2,8 раза соответственно. Углеродный след в расчете на 1 кг продукции увеличивался в следующем ряду: лен масличный - озимая пшеница - яровая пшеница - сорго. Это делает перечисленные культуры особенно привлекательными при формировании природных климатических проектов в растениеводстве с переходом на технологии почвозащитного ресурсосберегающего земледелия, а также для возделывания в «зелёных» севооборотах с низким углеродным следом.
Ключевые слова: углеродный след продукции; технологии ПРЗ; парниковые газы; растениеводство; калькулятор углеродного следа; климатические проекты.
Для цитирования: Углеродный след продукции растениеводства при использовании технологий почвозащитного ресурсосберегающего земледелия/Л. В. Орлова, Р. И. Сафин, Г. В. Кнурова и др. // Земледелие. 2024. № 7. С. 9-13. do: 10.24412/0044-3913-2024-7-9-13.
Сельское хозяйство как одна из ключевых отраслей мировой экономики напрямую связано с изменением климата, поскольку, с одной стороны, часто служит источником парниковых газов (CO2, CH4 и N2O) из-за интенсивных практик обра-бот2ки почвы, использования удобрений
и проведения других технологических операций со значительным углеродным следом используемых в них материалов, а с другой стороны, само подвергается негативному влиянию глобальных изменений климата и связанных с ними продолжительных засух, ускоренной почвенной эрозии и агрогенной деградации почв в условиях массового применения интенсивных агротехнологий.
Растениеводство и животноводство задействуют крупнейшие пулы наземной части биохимического цикла углерода - растительную биомассу и органическое вещество почв (ПОВ) [1]. В 2014 г. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭ-ИК, Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)- организация, созданная для оценки и прогнозирования экологических рисков изменения климата), объединила влияние сельского и лесного хозяйства на глобальные изменения климата в одну группу факторов (Agriculture, Forestry, and Other Land Uses - AFOLU), суммарный вклад которых составляет около 24% прямых выбросов парниковых газов в мире [2].
В период 2010-2019 гг суммарные выбросы метана (CH4) и закиси азота (N2O) сельскохозяйственного происхождения, по оценкам МГЭИК, составляли в среднем 157± 47,1 и 6,6 ± 4,0 млн т в год соответственно [2, 3]. Выбросы метана, основным источником которого служит процесс ферментации в рубце жвачных животных, увеличиваются с ростом их поголовья [4, 5, 6]. Аналогичным образом ежегодно растут и выбросы N2O - преимущественно, в результате в2несения повышенных доз азотных удобрений и нерационального обращения с побочными продуктами животноводства (навозом, пометом, продуктами их сепарации и переработки) [2, 6, 7]. При наличии существенных региональных различий, газообразные потери органического углерода обычно сильнее выражены в тропических регионах, а его локальный прирост - в условиях повышенного увлажнения умеренных и бореальных широт [2].
Для стимуляции сельхозпроизводителей в более активном использовании наилучших доступных для них почво-и углеродсберегающих агротехнологий был принят ряд добровольных инициатив по углеродно-экологической сертификации продукции. Одним из таких инструментов стало измерение или расчёт удельного «углеродного следа продукции» (УСП, Product Carbon Footprint -PCF), под которым понимают суммарное 3 количество выбросов парниковых га- | зов в пересчёте на СО2-эквивалент при л производстве 1 кг конечной продукции д на всех этапах её жизненного цикла.
Рассчитанный таким образом и
о
углеродный след продукции и его z
регионально-отраслевоеэкологическое ю
нормирование служит одним из важ- 2
нейших элементов информационно- о
методического обеспечения процесса 4
валидации и верификации природных климатических проектов в рамках реализации стратегии почво- и углеродсбере-гающего климатически сбалансированного (или климатоориентированного) агробизнеса. Он приобретает все большую популярность во всем мире, обеспечивая: независимую функционально-экологическую оценку эффективности использования ресурсов предприятия; сравнительную оценку рациональности принятого и планируемого уровня интенсификации производства, с учётом эффективности применения минеральных, органических удобрений и агротехноло-гий в целом; оценку экологической адаптивности сортов и гибридов (генотипов) сельскохозяйственных культур - для выбора их наилучшего варианта; экологич-ность и климаториентированность производства, что входит в показатели Е$0 (совокупность характеристикуправления компанией, при котором достигается вовлечение компании в решение экологических, социальных и управленческих проблем) при оценке банковским сектором оснований для предоставления льготных кредитов предприятиям АПК; маркетинговое преимущество при реализации конечной продукции (во многих странах показатели удельного углеродного следа наносятся на упаковку продуктов для информирования экологически ориентированных потребителей).
С учетом этого многие экономически наиболее развитые страны, включая Аргентину, Бразилию, ЕС, Индию, Китай, Республику Корея, США, ЮАР и Японию, уже разработали и периодически обновляют климатические стратегии развития, которые включают изменения сельскохозяйственной отрасли с целью производства продукции с низким углеродным следом, депонирования почвенного углерода для восстановления (сохранения) запасов гумуса и предотвращения деградации почв, формирования верифицируемых углеродных единиц и разработки механизма их обращения и реализации, с поэтапным приближением к углеродной нейтральности занимаемых ими территорий [8, 9, 10].
В ближайшее время основные мировые цепочки поставок продукции будут требовать предоставления информации об её углеродном следе. Эти меры, по нашему мнению, будут постепенно распространяться и на импортёров российской сельскохозяйственной продукции, в связи с чем российским экспортёрам и сельхозпроизводителям необходимо заранее внедрять ос-«¡г новные принципы «низкоуглеродного» (углеродсберегающего) производства сч и устойчивого развития.
Поисковый и нормативный прогнозы выбросов парниковых газов в сфере | АПК как информационно-методическая ^ основа разработки и валидации отраслевой стратегии снижения углеродного ® следа и поэтапного достижения углерод-| ной нейтральности реализуются через М углеродные модели балансового типа
с системным анализом приходных и расходных статей баланса в основных компонентах агроэкосистем и, прежде всего, в почвах. При этом активно используют динамические модели потоков углерода с анализом их зависимости от основных лимитирующих факторов функционирования биоты - по данным прямых измерений in situ на поверхности почв и растительности моделируемых вариантов агроэкосистем.
Углеродные(включая углерод-азотные и многоэлементные) функционально-экологические, балансовые и динамические модели активно разрабатывают как для глобального, так и для экосистемного уровня, для которого используют чисто углеродные (агроэкосистемные, фито-ценотические, эмиссии парниковых газов СО2 и СН4) и углерод-азотные (для широкого спектра локальных природных и антропогенно измененных экосистем, включая модели функционирования ми-кробиоты) [1].
Наряду с моделями создаются так называемые «углеродные калькуляторы» -программы для онлайн-расчёта эмиссии парниковых газов от сельскохозяйственного производства в масштабах одного конкретного предприятия или даже его отдельных полей. Они формируются на основе методологии и отраслевых методик МГЭИК (IPCC), но при отсутствии сложившейся практики независимой валидации и верификации природных климатических проектов в аПк России и пока не имеют широкого распространения у нас в стране [11].
Цель исследования - провести анализ влияния технологий почвозащитного ресурсосберегающего (углеродсбе-регающего) земледелия на углеродный след производимой растениеводческой продукции и оценить потенциал основ-
а
/Я . '
tf.-ЙГ i-l I ' ' ' *
_____^ - ~ '
ных сельскохозяйственных культур для включения в «зеленые» севообороты в условиях Самарской области.
В 2024 г на первом в регионе аграрном карбоновом полигоне «Агро Инженерия» проведен расчёт углеродного следа выращенной в 2020-2023 гг растениеводческой продукции с использованием калькулятора Cool Farm Tool как одного из наиболее удобных онлайн-калькуляторов, работающих в соответствии с методикой МГЭИК. В 2023 г, наряду с другими калькуляторами углеродного следа, он был модернизирован, в нем появились новые блоки и функции.
Аграрный карбоновый полигон «Агро Инженерия» учреждён инициативной группой учёных, специалистов и индустриальных партнёров, входящих в структуры НОЦ «Инженерия будущего», Национального движения сберегающего земледелия, Самарского национального исследовательского университета им. академика С. П. Королева, Самарского государственного аграрного университета, Самарского государственного медицинского университета.
Сельскохозяйственное предприятие ООО «Орловка» -АгроИнновационный центр-площадка аграрного карбонового полигона «Агро Инженерия» -расположено в Похвистневском районе Самарской области (53°49' северной широты, 51°55' восточной долготы) и специализируется на растениеводстве с преобладанием зерновых и масличных культур (рис. 1).
На 400 га орошаемых площадей возделывали сою и пшеницу твёрдых сортов. На неорошаемых 3600 га применяли севооборот: яровая пшеница - соя - яровая пшеница - лен масличный - озимая пшеница - соя. В отдельные годы в севооборот были включены сорго и подсолнечник.
ё—
я
Рис. 1. Расположение аграрного карбонового полигона «Агро Инженерия»: а-в пределах России; Ь-е Самарской области (внутри синей границы); с - сельскохозяйственныеугодья ООО «Орлоека»-АИЦ.
1. Углеродный след при производстве яровой пшеницы
Показатель Египет Финляндия Китай , -- — Россия (аграрный карбоновый полигон, Самарская обл.)
Углеродный след 0,239 0,590 0,750 0,217
на 1 кг продукции
Климат в пределах исследуемой территории средне континентальный, относительно влажный. Среднегодовая температура составляет 4,7 °С, а среднегодовой уровень осадков -459 мм, из них 130 мм выпадает летом (1991-2020 гг по данным ближайшей метеостанции «28806 Бугуруслан»). Территория полигона находится в юго-восточной части лесостепи Высокого Заволжья, на западных отрогах Бугульминско- Белебеевской возвышенности. Рельеф слабоволнистый с высотой от 55 до 217 м. Зональные почвы -чернозёмы выщелоченные.
В течение 10 лет ООО «Орловка» -АИЦ успешно внедряет технологии почвозащитного ресурсосберегающего земледелия (ПРЗ), в связи с чем на полигоне проводят оценку влияния и последействия различных биопрепаратов в технологии ПРЗ на накопление углерода в почве, содержание в ней основных микро- и микроэлементов, урожайность выращиваемых культур. При поддержке и финансировании АО «ОХК «УРАЛХИМ» проведены исследования в соответствии с М1^-протоколом ФАО ООН (процесс измерения количества выбросов углерода, уменьшенных в результате определённых мероприятий, направленных на их снижение, в течение заданного периода времени, и сообщение результатов аккредитованной третьей стороне). В 2024 г ООО «Орловка» - АИЦ зарегистрировало климатический проект в российском реестре углеродных единиц АО «Контур», в котором общий климатический эффект от применения предложенных технологий ПРЗ за период 2019-2023 гг составил более 40 тыс. т С02-эквивалента. Положительное заключение о соответствии критериям отнесения проекта к климатическим (заключение о валидации) выдано «СЗЭПН МО» 28.08.2024 г
Расчёты углеродного следа растениеводческой продукции аграрного карбонового полигона вели для трёх парниковых газов (ПГ) - С02, СН4 и ^0, с коэффициентами конвертации в С02-эквивалент - 1, 34 и 298 соответст2венно.
В опыте подсчитывали выбросы парниковых газов в течение всего жизненного цикла культур, производимых в течение 2020-2023 гг на богаре (в системных границах «от начала до конца производства»), согласно ГОСТ Р ИСО 140641-2021 Газы парниковые и методологии МГЭИК, заложенной в углеродном онлайн-калькуляторе, в рамках которых учитывают выбросы при производстве ресурсов (топливо, удобрения, пестициды) и выбросы на поле (от сгорания топлива при обработке почвы, посеве,
внесении удобрений, защите растений и уборке урожая), а также прямые и косвенные выбросы ^0, связанные с минерализацией растительных остатков, выбросы при транспортировке к месту хранения и переработки.
Сравнение выявленного с использованием калькулятора среднего за 20202023 гг. углеродного следа производимой на площадке аграрного карбонового полигона Самарской области яровой пшеницы, равного 0,217 кг СО2-экв./кг с данными других стран, обобщённых российскими исследователями [12], подтверждает очевидное преимущество (от 1,1 до 3,5 раз) применяемых на Самарском полигоне агротехнологий (табл. 1).
Наиболее высокий прямой и косвенный вклад в величину углеродного следа яровой пшеницы в среднем за годы вносил частный углеродный след от производства и применения удобрений - 0,134 кг СО2-экв./кг или 61,8 % (рис. 2), который 2в 2022 г. составлял до 71 % от общего количества выбросов на кг продукции. Второй по значимости вклад в величину углеродного следа связан с используемым ГСМ в жизненном цикле культуры: в среднем за 20202023 гг - 0,057 кг СО2-экв./кг (26,3%), с максимальной в опыте долей в засушливом 2020 г - 45 %.
С использованием углеродного онлайн- калькулятора рассчитана предполагаемая степень увеличения углеродного следа продукции (УСП) при возделывании яровой пшеницы по традиционной технологии со вспашкой -его величина возросла бы относительно технологии прямого посева как минимум в 2 раза и составила 0,428 кг СО2-экв./кг согласно принятому внутри хозяйства ООО «Орловка» -АИЦ коэффициенту изменения использования ГСМ в 4,7 раза
(табл. 2). Этот коэффициент определяли как базовый для всех сельскохозяйственных культур при переходе от традиционной технологии на прямой посев и наоборот для определения расчетных значений с учётом имеющихся в хозяйстве для их возделывания почвообрабатывающей и посевной техники и энергетических средств.
Расчётная величина декарбонизации при внедрении в условиях Самарской области прямого посева яровой пшеницы составит 0,211 кг СО2-экв./кг (0,4280,217 кг СО2-экв./кг).
При анализе выбросов парниковых газов, связанных с производством на аграрном карбоновом полигоне соевых бобов в течение 2020-2023 гг. определили средний углеродный след культуры, составивший 0,360 кг СО2-экв./ кг который оказался сопоставим с европейским показателем низкого УСП для сертифицированной органической сои (табл. 3). Обычная соя, представленная на рынке ЕС, производится со средними выбросами парниковых газов около 1,990 кг СО2-экв./кг продукции [13]. Как и при возде2лывании яровой пшеницы, основными источниками выбросов парниковых газов стали производство и применение удобрений - 0,186 кг СО2-экв./ кг, или 51,7% (до 67% от общего углеродного следа в 2022 г), и использование ГСМ - 0,115 кг СО2-экв./кг, или 31,9 % (до 56 % в 2021 г.).
При возделывании сои по традиционной технологии со вспашкой углеродный след продукции увеличился бы более, чем в 2 раза и составил 0,789 кг СО2-экв./кг согласно коэффициенту изменения использования ГСМ в 4,7 раза. Следовательно величина декарбонизации при нулевой обработке почвы под сою достигнет 0,429 кг СО2-экв./кг (0,789-0,360 кг СО2-экв./кг).
По сравнению сяровой, озимая пшеница, производимая на полях аграрного карбонового полигона в 2020 п и в 20222023 гг., по результатам оценки имела еще более низкий углеродный след - в среднем за годы 0,194 кг СО2-экв./кг. При этом средний углеродный след озимой
Рис. 2. Углеродный след продукции и отделъныхмероприятий в жизненном цикле сельскохозяйственных культур (аграрный карбоновый полигон, в среднем за 2020-2023 гг.), кг СО -экв./кг: планка погрешности - стандартное отклонение; Щ - всего;Щ - ГСМ;Щ -удобрения;Щ - прочее.
2 О
м 4
2. Основные
пшеницы, возделываемой в ЕС (Польша, Финляндия) составлял 0,44 кг СО2-экв./кг и выше, то есть практически в 2,3 раза больше [14, 15]. Из основных производственных факторов, ответственных за выброс ПГ, так же как и для яровой пшеницы, выступают в среднем по годам производство и применение удобрений -0,099 кг СО2-экв./кг (51,0%) и использование ГСМ- 0,066 кг СО2-экв./кг (34,0%).
Предполагаемый уСп озимой пшеницы, выращенной по традиционной технологии со вспашкой, в сравнении с прямым севом, повысится в 2,2 раза и составит 0,418 кг СО2-экв./кг. Расчётная величина декарбонизации при внедрении в условиях Самарской области прямого посева озимой пшеницы с нулевой обработкой почвы составит до 0,224 кг СО2-экв./кг (0,418-0,194 кг СО2-экв./кг).
При производств2е на полигоне подсолнечника в среднем за 2020-2023 гг углеродный след отмечен на уровне 0,407 кг СО2-экв./кг с минимальной в опыте величиной в 2023 г -0,277 кг СО2-экв./кг (табл. 4). Это в 2,2 раза ниже данных, достигнутых на Ближнем Востоке - 0,875 кг С02-экв./кг, а в ЕС (Франция) его величина близка к российским - 0,383 кг С02-экв./кг [16, 17].
Наибольший вклад в выброс парниковых газов при производстве подсолнечника вносили либо удобрения -в среднем 0,261 кг С02-экв./кг или 64,1% (до 71 % в 2021 г), либо использование ГСМ - 0,107 кг С02-экв./кг или 26,3 % (до 42 % в 2020 г., при значительном снижении до 34 % в условиях 2023 г).
Расчёт УСП при возделывании подсолнечника по традиционной технологии со вспашкой предполагает его повышение почти в 2 раза - 0,799 кг СО2-экв./кг Величина декарбонизации при пере-ч;г ходе в условиях Самарской области на технологию прямого посева подсолен нечника составит 0,392 кг СО2-экв./кг ^ (0,799-0,407 кг СО2-экв./кг).
В 2020-2021 гг. в севооборот | полигона была включена культура сорго. ^ Выбросы парниковых газов при её выращивании в среднем за два года ® зафиксированы на уровне 0,303 кг Л С02-экв./кг, что несколько выше М аналогичных выбросов ПГ в хозяйствах
расходы ООО «Орловка» - АИЦ
США - 0,250 кг С02-экв./кг [18]. Наибольший вклад в их формирование обеспечивало использование ГСМ и удобрений - в среднем 0,144 кг (47,5 %) и 0,122 кг С02-экв./кг (40,3 %) соответственно. Для сравнения, вклад применения средств защиты растений (СЗР) в УСП был почти в 6 раз меньше относительно ГСМ - 0,025 кг С02-экв./кп Это опровергает мнение некоторых учёных, которые предполагают существенное увеличение углеродного следа при применении технологий почвозащитного ресурсосберегающего земледелия из-за использования СЗР. При этом для других культур вклад СЗР в УСП был еще менее значительным. Расчёт декарбонизации производства сорго, в сравнении с потенциальным использованием традиционной технологии со вспашкой (0,836 кг С02-экв./кг), выявил снижение углеродного следа при прямом посеве в 2,8 раза.
Лён масличный выращивали на полигоне в составе севооборота в2021-2023 гг Средний углеродный след при его возделывании зафиксирован на уровне 0,174 кг С02-экв./кг при наибольшем вкладе от использования топлива, составившим в среднем около 0,134 кг С02-экв./кг или 77,0 % (см. рис. 2). Эта не требовательная к азотным удобрениям и хорошо зарекомендовавшая себя в системе сберегающего земледелия культура также имеет большой потенциал для включения в «зелёные» севообороты с низким углеродным следом.
Снижение УСП при переходе от традиционной к технологии пря-
мого посева льна масличного прогнозируется до 0,496 кг СО2-экв./кг (0,670- 0,174 кг СО2-экв./кг), что делает его, совместно с культурами яровой пшеницы, озимой пшеницы и сорго, особенно привлекательными при формировании природных климатических проектов в растениеводстве с переходом на технологии почвозащитного ресурсосберегающего земледелия, а также для производства углерод-нейтральной продукции (продукции с низким углеродным следом).
Таким образом, расчёт углеродного следа для выращиваемых в условиях Самарской области культур в среднем за 2020-2023 гг. подтвердил его зависимость от применяемых технологий почвозащитного ресурсосберегающего земледелия с устойчивым снижением величины показателя в 2.. .4 раза.
Для яровой и озимой пшеницы прогнозируемая декарбонизация при переходе от традиционной обработки на прямой посев составит соответственно 0,217 и 0,224 кг СО2-экв./кг сокращение выбросов парниковых газов -в 2.2,2 раза. Средний углеродный след при возделывании сои по технологии ПРЗ достигал 0,360 кг СО2-экв./кг что сопоставимо с европейским показателем низкого УСП для производства сертифицированной органической сои. Декарбонизация при отказе от вспашки в пользу прямого посева культуры составит 0,429 кг СО2-экв./кг (уменьшение УСП в 2,2 раза). При выращивании сорго и льна масличного по нулевой технологии выбросы парниковых газов сократятся до 0,533 и 0,496 кг СО2-экв./кг соответственно, что в 2,8 и 3,9 раз мень-
ше, чем при традиционной. Расчёт УСП для подсолнечника выявил декарбонизацию до 0,392 кг СО2-экв./кг при отказе от вспашки и внедрении технологии N0-1111.
Лидирующими факторами в жизненном цикле культур аграрного карбоново-го полигона, формирующими выбросы парниковых газов (С02, СН4 и ^0) при возделывании сельскохозяйственных культур в условиях Самарской области в 2020-2023 гг, служили производство и использование ГСМ (дизельного топлива) - средний вклад по культурам 40,5 % (от 26,3 до 77 %), а также производство и использование неоргани-
4. Углеродный след при производстве подсолнечника в различных странах мира, кг СО2-экв./кг
Показатель Иран ЕС Россия (аграрный карбоновый полигон, Самарская обл.)
Углеродный след 0,875 0,383 0,407
на 1 кг продукции
при переходе от традиционной технологии к прямому посеву
Элемент технологии ГСМ, л/га Стоимость ГСМ, руб./га Зарплата, руб./га Налоги, руб./га Амортизация, руб./га Запчасти, руб./га Итого, руб./га
Традиционная технология
Вспашка 20 1 186 277 64 58 263 1 848
Культивация 8,5 504 42 10 68 190 814
Боронование 1,2 71 23 5 70 180 349
Посев 8 474 75 17 111 209 886
ИТОГО 37,7 2 235 417 96 307 842 3 897
Прямой посев
Посев 8 474 75 17 111 209 886
Коэффициент изменения (уменьшения) показателя 4,7 4,7 5,6 5,6 2,8 4,0 4,4
3. Углеродный след при производстве соевых бобов в различных странах мира, кг СО2-экв./кг
Показатель Бразилия США ЕС ......2 ЕС (сертифицированная соя с низким УСП) Россия (аграрный карбоновый полигон, Самарская обл.)
Углеродный след 4,270 0,540 1,990 0,360 0,360 на 1 кг продукции
ческих удобрений, содержащих азот, с наибольшим средним вкладом 53,8%.
Результаты исследований обосновывают перспективы широкого освоения природных климатических проектов с применением технологий почвозащитного ресурсосберегающего земледелия для устойчивого снижения затрат на производство продукции и мероприятий по сертификации растениеводческой продукции с низким углеродным следом.
Финансирование работы
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, проект FSSS-2024-0022 (регистрационный номер: 1023112900147-4 от 31.01.2024 с). Никаких дополнительных грантов на проведение или руководство данным конкретным исследованием получено не было.
Конфликт интересов
Авторы работы заявляют, что у них нет конфликта интересов.
Литература
1. Суховеева О. Э. Проблемы моделирования биогеохимического цикла углерода в агроландшафтах // Учёные записки Казанского университета. Серия «Естественные науки». 2020. Т. 162. № 3. С. 473-501. doi: 10.26907/2542-064X.2020. 3.473-501.
2. Agriculture, Forestry and Other Land Uses (AFOLU). Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change. Contribution ofWorking Group III to the Sixth Assessment Report ofthe Intergovernmental Panel on Climate Change / G-J. Nabuurs, R. Mrabet, A. Abu Hatab, et al. // Cambridge, UK and New York, NY, USA: Cambridge University Press. 2022. doi: 10.1017/9781009157926.009.
3. A review of trends and drivers of greenhouse gas emissions by sector from 1990 to 2018 / W. F. Lamb, T. Wiedmann, Ju. Pongratz, et al. // Environmental Research Letters. 2021. Vol. 16. No. 7. P. 073005. doi: 10.1088/1748-9326/abee4e.
4. Blandford D., Hassapoyannes K. The role of agriculture in global GHG mitigation // OECD Food, Agriculture and Fisheries Papers. 2018. No. 112. doi: 10.1787/da017ae2-en.
5. Chiriaco M. V., Valentini R. A land-based approach for climate change mitigation in the livestock sector // Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 283. P. 124622. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.124622.
6. Петрунина И. В., Горбунова Н. А. Системные меры по снижению выбросов парниковых газов в животноводческих хозяйствах // Пищевые системы. 2022. № 5(3). C. 202-211.
7. Анализ динамики и структуры эмиссии парниковых газов в сельском хозяйстве России / Ю. Н. Романцева, А. М. Бо-дур, В. В. Маслакова и др. // Аграрная наука. 2024. № 2. С. 139-145.
8. Greenhouse Gas Emissions from Agricultural Food Production to Supply Indian Diets: Implications for Climate Change Mitigation / S. H. Vetter, T B. Sapkota, J. Hillier, et al. //Agricul-
ture, Ecosystems & Environment. 2017. Vol. 237. P. 234-241. doi: 10.1016/j.agee.2016.12.024.
9. He P., Zhang J., Li W. The role of agricultural green production technologies in improving low-carbon efficiency in China: Necessary but not effective // Journal of Environmental Management. 2021. Vol. 293. No. 1. P. 112837. doi: 10.1016/j.jenvman.2021.112837.
10. Baniya B. Linking climate policy across economic sectors: A case for green growth in Nepal // Natural Resources Forum. 2023. Vol. 47. No. 3. P. 553-577. doi: 10.1111/1477-8947.12304.
11. Суховеева О. Э. Углеродные калькуляторы как инструмент для оценки эмиссии парниковых газов от животноводства // Доклады Российской академии наук. Науки о земле. 2021. T. 497. № 1. C. 96-102. doi: 10.31857/S2686739721030117.
12. Лукманова А. А., Кадырова Ф. З., Сафин Р. И. Оценка пригодности различных сортов яровой пшеницы для карбонового земледелия // Агробиотехнологии и цифровое земледелие. 2023. № 1. С. 27-33. doi: 10.12737/2782-490X-2023-27-33.
13. Minus 82 %: Europe Soya certified soybean meal avoids CÜ2 emissions / Life Cycle Assessment // Carbon Footprint Project. 2014. URL: https://www.donausoja.org/wp-content/uploads/2023/06/DS_Factsheet_ ATK_EN.pdf (дата обращения: 12.05.2024).
14. Assessment of Greenhouse Gas Emissions in Winter Wheat Farms Using Data Envelopment Analysis Approach / A. Syp, A. Faber, M. Borzecka-Walker, et al. // Polish Journal of Environmental Studies. 2015. Vol. 24. No. 5. P. 2197-2203. doi: 10.15244/pjoes/39682.
15. Energy inputs and GHG emissions of tillage systems / C. G. Sоrensen, N. Halberg, F. W. Oudshoorn, et al. // Biosystems Engineering. 2014. No. 120. P. 2-14.
16. Yousefi M., Khoramivafa M., Damgha-ni A. M. Water footprint and carbon footprint of the energy consumption in sunflower agroeco-systems // Environmental Science and Pollution Research. 2017. No. 24. P. 19827-19834.
17. Sunflower Crop and Climate Change: Vulnerability, Adaptation, and Mitigation Potential from Case-Studies in Europe / P. Debaeke, P. Casadebaig, F. Flenet, et al. // Oilseeds & fats Crops and Lipids. 2017. Vol. 24. No. D102. doi: 10.1051/ocl/2016052.
18. Agricultural Market Research. The Carbon Footprint of Sorghum // Sorghum Checkoff. URL: https://www.sorghumcheck-off.com/wp-content/uploads/2021/10/ The-Carbon-Footprint-of-Sorghum.pdf (дата обращения: 19.05.2024).
Carbon footprint of crop production using conservation agriculture technologies
L. V. Orlova1, R. I. Safin2, G. V. Knurova1, V. I. Platonov1, I. I. Vasenev3, D. R. Ermolaeva4, E. S. Gerasimov5
1Samara University, Moskovskoe shosse, 34, Samara, 443086, Russian Federation 2Kazan State Agrarian University, ul. K. Marksa, 65, Kazan', 420015, Russian Federation
3Russian State Agrarian University -Moscow Timiryazev Agricultural Academy,
ul. Timiryazevskaya, 49, Moskva, 127550, Russian Federation 4Samara State Agrarian University, ul. Uchebnaya, 2, pgt. Ust'-Kinel'skii, Samarskaya obl., 446442, Russian Federation
5Orlovka - Agroinnovation Center, ul. Central'naja, 42e, Samarskaja obl., Pohvistnevskij r-n, s. Staryj Amanak, 446472, Russian Federation
Abstract. In the context of climate change, the carbon footprint of agricultural products (CFP), that is the total amount of greenhouse gas emissions (CO^ CH4 and N2O) in terms of CO2 equivalent during the production of 1 kg of products at all stages of their life cycle, can be one of the effective tools for stimulating agricultural producers to actively use conservation (carbon-saving) agricultural technologies when adopting legislative initiatives for carbon-ecological certification of products. The study aimed to analyse the impact of conservation agriculture (CA) technologies on the carbon footprint of crop products and to assess the potential of the main agricultural crops for inclusion in «green» crop rotations in the Samara Region. The work was carried out in 2020-2023. The Cool Farm Tool online calculator was used to calculate the carbon footprint. The leading factors that shape greenhouse gas emissions during crop cultivation were the production and use of POL (diesel fuel) and inorganic fertilizers: the average contribution by crop was 40.5 % and 53.8 %, respectively. The calculation of the average carbon footprint for2020-2023 for the studied crops confirmed its decrease by 2-4 times during the transition from traditional to direct seeding technology. At the same time, the minimum decarbonisation level in the experiment was observed for spring and winter wheat - 0.217 kg CO2-eq./kg and 0.224 kg CO2-eq./kg, respectively. It was the highest during the cultivation of oilseed flax and sorghum - 0.496and0.533 kg CO2-eq./kg with a reduction in the CFP by 3.9 and 2.8 times, respectively. The carbon footprint per 1 kg of production increased in the following order: flax oilseed - winter wheat - spring wheat -sorghum. This makes the listed crops especially attractive for the formation of natural climate projects in crop production with the transition to soil-protective resource-saving agriculture technologies, as well as for cultivation in "green" crop rotations with a low carbon footprint.
Keywords: carbon footprint of products; conservation agriculture technologies; greenhouse gases; crop production; carbon footprint calculator; climate projects.
Author Details: L. V. Orlova, Cand. Sc. (Econ.), senior research fellow (e-mail: info@ rmrl.ru); R. I. Safin, D. Sc. (Agr.), prof., corresponding member of the Tatarstan Academy of Sciences; G. V. Knurova, Cand. Sc. (Biol.), senior research fellow; V. I. Platonov, Cand. Sc. (Chem.), assoc. prof.; I. I. Vasenev, D. Sc. (Biol.), prof.; D. R. Ermolaeva, Cand. Sc. (Tech.), master's student; E. S. Gerasimov, production manager.
For citation: Orlova LV, Safin RI, Knurova GV, et al [Carbon footprint of crop production using conservation agriculture technologies]. Zemledelie. 2024;(7): 9-13. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2024-7-9-13. ■
CO (D S ü
(D
д
(D Ь S
(D
2 О
N> 4
