uprawa wertykalna 5 24 Rzędy sałaty rzymskiej rosną na pionowej farmie. (Obrazy Brandona Wade/AP dla Eden Green)

Na całym świecie około jedna trzecia wszystkich emisji gazów cieplarnianych pochodzą z rolnictwa i systemów żywnościowych. Ślad węglowy systemów żywnościowych obejmuje wszystkie emisje z jej uprawy, przetwarzania, transportu i odpadów.

Rolnictwo też jest wrażliwe na skutki zmian klimatycznych i jako konflikt w Ukraina pokazuje, że systemy żywnościowe mogą być narażone na geopolitykę.

Dostępnych jest już kilka technologii, które mogą pomóc w dekarbonizacji złożonych systemów łączących producentów i konsumentów. Technologie te mogą również sprawić, że nasze systemy żywnościowe będą znacznie bardziej odporne na globalne zagrożenia. Oto pięć, które naszym zdaniem pokazują ogromny potencjał.

1. Farmy węglowe i rolnictwo regeneracyjne

Obecnie większość emisji gazów cieplarnianych związanych z naszą żywnością pochodzi z produkcji żywności i jest emitowana podczas orania gleby. Jest to ważne, ponieważ niezakłócona gleba magazynuje węgiel.


wewnętrzna grafika subskrypcji


Jednak przy stosunkowo niewielkich zmianach w zarządzaniu gleby mogą ponownie stać się pochłaniaczami dwutlenku węgla. Na przykład sadzenie roślin strączkowych i rośliny pastewne co kilka lat, zamiast po prostu uprawiać towary, takie jak pszenica lub kukurydza, lub wysiewać jesienią rośliny okrywowe, kiedy pola byłyby puste, pozwól na gromadzenie się materii organicznej i pomagaj gleba do pochłaniania węgla. Pomaga to nie tylko spowolnić zmiany klimatyczne, ale także chroni gleby przed erozją.

Pomysł, że rolnicy mogą po prostu wykorzystywać więcej rodzajów upraw, może nie wydawać się technologicznie wyrafinowany, ale działa. I nowa generacja inteligentne narzędzia rolnicze, który obejmuje sprzęt rolniczy wykorzystujący duże zbiory danych i sztuczną inteligencję, wkrótce pomoże rolnikom przyjąć praktyki, które wytwarzają żywność i zatrzymują węgiel.

Te inteligentne narzędzia rolnicze są częścią szerszej cyfrowej rewolucji rolniczej, znanej również jako rolnictwo precyzyjne, która: pozwalają rolnikom zmniejszyć ich wpływ na środowisko i śledzić, ile gazów cieplarnianych wychwytują ich pola, tworząc księgę węgla, która dokumentuje ich wysiłki.

2. Inteligentne nawozy

Tradycyjnie zajmuje to dużo paliwa kopalne, aby zamienić azot z powietrza w nawóz. Dodatkowo jest wyzwaniem dla rolników, aby umieścić dokładnie odpowiednią ilość nawozu we właściwym miejscu, we właściwym czasie, aby uprawy efektywnie z niego korzystały.

Nawozy są często nadużywane, a nie wykorzystywane przez uprawy, kończąc jako zanieczyszczenie, albo jako gazy cieplarniane or zanieczyszczenia wody. Ale nowa generacja nawozów ma na celu rozwiązanie tych problemów.

Inteligentne bio-nawozy, zastosowanie mikroorganizmy, które są hodowane lub zaprojektowane do życia w harmonii z uprawami i wychwytują składniki odżywcze ze środowiska, dostarczając je uprawom bez odpadów.

rolnictwo neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla 5 24 Inteligentne bio-nawozy, które wykorzystują mikroorganizmy do wychwytywania składników odżywczych ze środowiska, pozwalają uniknąć problemów związanych z odpadami i zanieczyszczeniem związanymi z konwencjonalnymi nawozami. (Shutterstock)

3. Precyzyjna fermentacja

Od zarania dziejów ludzie wykorzystywali mikroorganizmy do przekształcania cukrów i skrobi w produkty fermentowane, takie jak piwo, wino i chleb. Ale niedługo precyzyjna fermentacja będzie wykorzystywana do produkcji znacznie większej liczby produktów.

Od dziesięcioleci technologia ta jest wykorzystywana do wytwarzania większości światowej insuliny i enzymu podpuszczkowego używanego w produkcji sera. Stany Zjednoczone niedawno zezwoliły bezzwierzęce fermentowane białko mleczne — wytwarzany przez wprowadzenie genów produkujących mleko do drobnoustrojów — do stosowania w lody, który jest już dostępny w sprzedaży. To tylko kwestia czasu, zanim produkty z fermentacja precyzyjna stała się codziennością w supermarketach na całym świecie.

W przyszłości, jeśli mikroorganizmy fermentacyjne będą karmione produktami odpadowymi (takimi jak resztki „młóta” z browarnictwa lub skrobia odpadowa z białek roślinnych), rolnicy mogliby wytwarzać produkty o niskim oddziaływaniu, o wysokiej wartości z materiału organicznego, w przeciwnym razie zostać zmarnowane i rozłożyć się na gazy cieplarniane.

4. Rolnictwo pionowe

Chociaż nic nie przebije świeżych owoców i warzyw, zebranych dojrzałych i zjedzonych natychmiast, smutna rzeczywistość jest taka, że ​​większość świeżych produktów spożywanych w Kanadzie, północnych Stanach Zjednoczonych i północnej Europie pochodzi z gospodarstw przemysłowych w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych lub na półkuli południowej. ten ślad węglowy tego długodystansowego łańcucha chłodniczego jest duży, a jakość produktu nie zawsze jest najlepsza.

Nowa generacja farm pionowych ma to zmienić, wykorzystując energooszczędne oświetlenie LED do produkcji całorocznych upraw w pobliżu domu. Te obiekty rolnicze o kontrolowanym środowisku, zużywają mniej wody i siły roboczej niż konwencjonalne gospodarstwa i produkują duże ilości świeżych owoców i warzyw na małych działkach.

Co więcej, te obiekty wyrastają wszędzie Ameryka Północna i Europie, ale zwłaszcza w Singapurze i Japonia. Chociaż nadal toczy się poważna debata na temat tego, czy obecna generacja gospodarstw wertykalnych lepsze pod względem zużycia energii, są coraz bardziej skłonni do korzystania z energii odnawialnej, aby zapewnić neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla dostawy świeżych produktów przez cały rok, nawet w Północ Kanady.

5. Biogaz

Obornik z obiektów hodowlanych jest trudny do zagospodarowania, ponieważ może stać się źródłem zanieczyszczenia wody i emisji gazów cieplarnianych. Jeśli jednak obornik zwierzęcy zostanie umieszczony w komora fermentacyjna beztlenowa, możliwe jest wychwycenie naturalnie występującego metanu jako zielony gaz ziemny.

Właściwie zaplanowane biogazownie mogą również przekształcać komunalne odpady organiczne w energię odnawialną, dając w ten sposób rolnictwu możliwość wniesienia wkładu w zrównoważony portfel energetyczny. Dzieje się to już na farmach w Ontario, gdzie pomaga nowa generacja komór fermentacyjnych biogazu zwiększyć dochody gospodarstw i wypierać paliwa kopalne.

Zmieniają się systemy jazdy

Te technologie stają się o wiele bardziej ekscytujące, gdy są połączone. Na przykład kolektory biogazu przymocowane do gospodarstw hodowlanych mogą być wykorzystywane do wytwarzania energii potrzebnej do prowadzenia instalacji fermentacyjnych, które wytwarzają produkty mleczne bez zwierząt.

Podobnie, jeśli białka roślinne, takie jak te pochodzące z roślin strączkowych, takich jak groszek, są produkowane w gospodarstwach przy użyciu technik rolnictwa regeneracyjnego i przetwarzane lokalnie, pozostałości skrobi można wykorzystać do precyzyjnej fermentacji. Chociaż nie zdajemy sobie sprawy, że ten proces odbywa się na dużą skalę, potencjalne korzyści w zakresie zrównoważonego rozwoju są ogromne.

Kluczem do odblokowania tych korzyści jest rozwój przedsiębiorstw rolno-spożywczych, które: okrągłe systemy żywnościowe, tak aby produkty odpadowe z jednego etapu stały się wartościowym wkładem w innym. Kluczowym dodatkiem do systemów żywności o obiegu zamkniętym będzie śledzenie emisji dwutlenku węgla od pola do stołu, gdzie korzyści są nagradzane.

Technologie pozwalające osiągnąć neutralność pod względem emisji dwutlenku węgla, gospodarka żywnościowa o obiegu zamkniętym szybko zbliżają się do dojrzałości. Prawdopodobnie minie tylko kilka lat przed piątką opisane powyżej technologie stają się głównym nurtem.

Dziś świat stoi przed jednym z największych wyzwań stulecia: jak wykarmić w wartości odżywcze rosnącą populację świata, przeciwdziałać zmianom klimatu i nie niszczyć ekosystemów, od których wszyscy jesteśmy zależni przez całe życie. Ale jesteśmy na krawędzi posiadania narzędzi, które pozwolą wyżywić przyszłość i chronić planetę.Konwersacje

O autorze

René Van Ackera, profesor i dziekan The Ontario Agricultural College, Uniwersytet w Guelph; Evana Frasera, dyrektor Instytutu Żywności Arrell i profesor na Wydziale Geografii, Środowiska i Geomatyki, Uniwersytet w Guelph, Lenore Newman, Kanadyjska Katedra Badań, Bezpieczeństwo Żywnościowe i Środowisko, Uniwersytet Fraser Valley

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

złamać

Powiązane książki:

Przyszłość, którą wybieramy: przetrwanie kryzysu klimatycznego

autorstwa Christiany Figueres i Toma Rivetta-Carnaca

Autorzy, którzy odegrali kluczową rolę w porozumieniu paryskim w sprawie zmian klimatu, przedstawiają spostrzeżenia i strategie radzenia sobie z kryzysem klimatycznym, w tym działania indywidualne i zbiorowe.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Ziemia niezamieszkana: życie po ociepleniu

David Wallace-Wells

Ta książka bada potencjalne konsekwencje niekontrolowanych zmian klimatu, w tym masowe wymieranie, niedobór żywności i wody oraz niestabilność polityczną.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Ministerstwo dla przyszłości: powieść

autorstwa Kima Stanleya Robinsona

Ta powieść przedstawia świat niedalekiej przyszłości zmagający się ze skutkami zmian klimatu i oferuje wizję tego, jak społeczeństwo może się zmienić, aby stawić czoła kryzysowi.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Pod białym niebem: natura przyszłości

Elżbieta Kolbert

Autor bada wpływ człowieka na świat przyrody, w tym zmiany klimatyczne, oraz potencjał rozwiązań technologicznych w odpowiedzi na wyzwania środowiskowe.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Awaria: najbardziej kompleksowy plan, jaki kiedykolwiek zaproponowano, aby odwrócić globalne ocieplenie

pod redakcją Paula Hawkena

Ta książka przedstawia kompleksowy plan przeciwdziałania zmianom klimatycznym, w tym rozwiązania z różnych sektorów, takich jak energetyka, rolnictwo i transport.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić