Джоан Эбботт, заместитель менеджера по решениям в области устойчивого развития в Indigo Ag
Джоан и А.Дж. снова с нами, чтобы обсудить тему долговечности, с небольшой помощью Министерства сельского хозяйства США (USDA) и их белой книги о долговечности почвенного углерода, опубликованной в прошлом году.
Существует много причин для инвестиций в здоровье почвы, но когда люди инвестируют в почву через углеродные кредиты, они хотят знать, как долго, по нашим ожиданиям, накопленный в почве углерод будет там оставаться. В Indigo мы восстанавливаем углерод в почвах, утраченный из-за деятельности человека, поэтому вполне обоснованно опасение, что он может быть снова потерян. И когда вы делаете заявление об углероде в противовес выбросам, долговечность этого заявления важна для того, чтобы оно имело значение для атмосферы. Когда речь заходит о долговечности почвенного углерода, существуют некоторые позиции, которые упускают из виду нюансы науки и аспекты человеческого поведения при управлении почвами.
Суперскептик: Фермеры мгновенно прекратят применять регенеративные методы, как только им перестанут за это платить, и накопленный ими углерод быстро исчезнет.
Это утверждение доказательно ЛОЖНО.
Суперфанатик: Как только люди попробуют регенеративное сельское хозяйство, они ПОЛЮБЯТ его и никогда не вернутся к прежнему, и мы создаем сверхстабильные углеродные пулы, которые просуществуют от столетий до тысячелетий.
Это утверждение также доказательно ЛОЖНО.
Истина лежит где-то посередине, и для программ, которые стремятся оказать значимое воздействие на атмосферу, нам необходимо разобраться с этой реальностью и принять меры, чтобы сдвинуть дело в правильном направлении. Мы в Indigo усердно работали над этим с самого начала нашей углеродной программы, но мы также продолжаем изучать данные нашей программы и более широкого сообщества, чтобы постоянно развивать наше мышление и вносить изменения, продолжая пытаться снизить риски и улучшить наш учет долговечности почвенного углерода.
Когда дело доходит до долговечности почвенного углерода в сельском хозяйстве, на самом деле есть две отдельные области для исследования:
- Социально-поведенческая долговечность методов оздоровления почвы
Социально-поведенческая долговечность методов оздоровления почвы
- Биофизическая долговечность почвенного углерода в случае прекращения применения методов оздоровления почвы
Биофизическая долговечность почвенного углерода в случае прекращения применения методов оздоровления почвы
В белой книге USDA рассматриваются обе эти области, и делается вывод, что риск отказа от методов невелик (т.е. большинство производителей продолжат их применять, если они использовали регенеративные методы в течение нескольких лет); нулевая и минимальная обработка почвы являются особенно устойчивыми методами с течением времени. В ней также оценивается биофизическая долговечность и делается вывод, что прерывистая обработка почвы (например, раз в 5–10 лет), как ожидается, не приведет к значительной потере накопленного органического углерода почвы (SOC).
Подобные белые книги являются важными независимыми анализами потенциала регенеративного сельского хозяйства для оказания долгосрочного воздействия на здоровье почвы и запасы углерода.
Краткое отступление: Климатически оптимизированное сельское хозяйство против регенеративного сельского хозяйства
Этот документ предоставляет очень доступную справочную информацию о том, как изменения в запасах органического углерода почвы (SOC) в результате внедрения таких методов, как переход от интенсивной обработки почвы к минимальной или нулевой, а также внедрение покровных культур, могут помочь справиться с накоплением парниковых газов в атмосфере.
В документе они называют эти методы «климатически оптимизированными». В Indigo мы классифицируем их как методы регенеративного сельского хозяйства. Мы используем термин «регенеративное», потому что он подчеркивает биологический результат: регенеративные методы специально разработаны для восстановления органического вещества почвы и восстановления деградировавшего биоразнообразия, превращая почву в активный инструмент для удаления углерода.
Теперь давайте подробнее остановимся на двух аспектах долговечности, которые рассматриваются в белой книге.
Тема 1: Социально-поведенческие аспекты устойчивости методов оздоровления почвы
Вывод белой книги USDA: Национальные тенденции и данные лонгитюдных исследований показывают, что как только регенеративные методы интегрируются в деятельность фермерского хозяйства, они демонстрируют высокий уровень устойчивости.
Национальные тенденции показывают, что регенеративные методы, в частности покровные культуры, минимальная и нулевая обработка почвы, распространяются на сельскохозяйственных землях США. В период с 2017 по 2022 год американские фермеры увеличили площади под покровными культурами на 17%. Покровные культуры — это травы, бобовые и другие травянистые растения, которые высаживаются не для сбора урожая. Скорее, они высаживаются между основными сельскохозяйственными культурами в севообороте. Когда стебли, листья, побеги и корни покровных культур разлагаются, они увеличивают содержание углерода в почве и стимулируют активность микробов. А потеря почвенного углерода смягчается, поскольку покровные культуры улучшают агрегацию почвы, стабилизируя ее поверхность и предотвращая эрозию и сток, вызывающие потерю углерода. Покровные культуры более эффективны в этом в одних ландшафтах, чем в других, и фермерам необходимо оптимизировать посадку, прекращение роста, выбор видов растений и другие стратегии управления. Но этот 17-процентный рост свидетельствует о том, что фермеры осознают преимущества покровных культур и все больше уверены в своей способности управлять ими для долгосрочного здоровья почвы.
Минимальная и нулевая обработка почвы также становятся все более распространенными методами. По оценкам USDA, большинство площадей, на которых выращиваются основные товарные культуры — полевая кукуруза, сорго и соя — обрабатываются с использованием методов минимальной или нулевой обработки. Площади с минимальной и нулевой обработкой постепенно растут; в период с 2017 по 2022 год фермеры перевели 756 тысяч акров на нулевую обработку (что эквивалентно увеличению площадей под нулевой обработкой на 1%). Это важно, поскольку сокращение или исключение обработки почвы минимизирует ее нарушение. Традиционная обработка почвы используется по ряду причин: разрыхление и аэрация верхнего слоя почвы, смешивание остатков с почвой, механическое уничтожение сорняков, просушивание почвы перед посевом. Но интенсивная обработка почвы сопряжена с большим риском уплотнения почвы, что приводит к таким последствиям, как снижение инфильтрации воды, замедление роста корней, высокий уровень N2O и эрозия, что ведет к повышению выбросов CO2.
Национальные тенденции показывают не только то, что регенеративные методы внедряются все чаще, но и то, что фермеры продолжают применять их с течением времени. Регенеративные методы приносят наибольшую пользу здоровью почвы, когда они применяются последовательно в течение длительного времени. И репрезентативные национальные данные USDA показывают, что минимальная и нулевая обработка почвы имеют относительно высокий уровень краткосрочной устойчивости. 89% площадей полевой кукурузы и 79% площадей сои в системах с нулевой обработкой почвы сохраняли этот метод в течение как минимум четырех из пяти предыдущих лет.
У нас есть достаточное количество эмпирических данных, показывающих, что фермеры продолжают применять регенеративные методы в краткосрочной и среднесрочной перспективе, даже после прекращения программ стимулирования. Например, исследование 2024 года показало, что в дельте Миссисипи вероятность сохранения покровных культур составила 70% даже после истечения срока действия государственных контрактов EQIP и CSP. Тем не менее, нам нужно больше данных о долгосрочной устойчивости методов. Эти долгосрочные исследования более дорогостоящие и их сложнее выполнить с логистической точки зрения, но они были бы полезны для дополнения доказательств в поддержку регенеративных методов.
Почему эти регенеративные практики приживаются? Фермеры часто видят результаты в виде физической и экономической устойчивости:
- Краткосрочные (3-5 лет) стимулы помогают фермерам преодолеть первоначальные затраты на оборудование, которые иногда становятся барьером для внедрения ресурсосберегающей обработки почвы, а также операционные расходы на семена, препятствующие переходу на покровные культуры.
Краткосрочные (3-5 лет) стимулы помогают фермерам преодолеть первоначальные затраты на оборудование, которые иногда становятся барьером для внедрения ресурсосберегающей обработки почвы, а также операционные расходы на семена, препятствующие переходу на покровные культуры.
- Программы эффективно устраняют дефицит «человеческого капитала», помогая фермерам преодолеть крутую кривую первоначального обучения новым стратегиям управления.
Программы эффективно устраняют дефицит «человеческого капитала», помогая фермерам преодолеть крутую кривую первоначального обучения новым стратегиям управления.
- Фермеры получают краткосрочные выгоды от нулевой обработки почвы (no-till), такие как значительная экономия времени, топлива и усилий при проведении почвообрабатывающих операций.
Фермеры получают краткосрочные выгоды от нулевой обработки почвы (no-till), такие как значительная экономия времени, топлива и усилий при проведении почвообрабатывающих операций.
- Со временем эти практики создают ценность за счет улучшения удержания воды, снижения стока питательных веществ (и, следовательно, сокращения расходов на удобрения для восполнения вымываемых элементов), улучшения среды обитания диких животных и повышения устойчивости к экстремальным погодным условиям.
Со временем эти практики создают ценность за счет улучшения удержания воды, снижения стока питательных веществ (и, следовательно, сокращения расходов на удобрения для восполнения вымываемых элементов), улучшения среды обитания диких животных и повышения устойчивости к экстремальным погодным условиям.
- В зависимости от выбранного вида, покровные культуры могут даже привести к снижению потребности в химических гербицидах и пестицидах.
В зависимости от выбранного вида, покровные культуры могут даже привести к снижению потребности в химических гербицидах и пестицидах.
В программах Carbon и Source от Indigo мы фокусируемся на практиках, которые оказывают положительное влияние как на экосистему, так и на бюджет производителя, чтобы обеспечить долгосрочный эффект. Белая книга USDA показывает, что такой подход приводит к сохранению практик даже после прекращения стимулирующих выплат.
Тема 2: Биофизическая устойчивость почвенного углерода в случае прекращения практик по оздоровлению почвы
Вывод из Белой книги USDA: Преимущества для почвенного углерода, накопленные за годы применения регенеративных практик, сохраняются с течением времени, даже если фермеры периодически проводят обработку почвы.
Опасения, что однократная обработка почвы действует как кнопка сброса для почвенного углерода, не подтверждаются данными. На самом деле, синтетические исследования и метаанализы предоставляют убедительные доказательства того, что накопление почвенного углерода является устойчивым даже при периодических изменениях в управлении.
Метаанализы показывают, что периодическая обработка почвы раз в четыре-шесть лет снижает содержание почвенного углерода лишь примерно на 6% по сравнению с постоянным использованием no-till, что означает, что подавляющая часть прироста углерода сохраняется. Это происходит потому, что системы no-till способствуют образованию стабильных почвенных агрегатов, которые физически защищают органический углерод от микробного разложения, создавая внутреннюю устойчивость к случайным нарушениям. Когда периодическая обработка почвы приводит к снижению содержания углерода вблизи поверхности, он обычно перемещается в более глубокие слои почвы, а не теряется полностью в атмосфере. Таким образом, разумное применение периодической обработки почвы (скажем, раз в 5–10 лет) может решить специфические агрономические проблемы, такие как засоренность или уплотнение, без ущерба для долгосрочного накопления углерода.
Для проверки этих выводов USDA использовало процессно-ориентированные модели для симуляции 30 лет управления на 94 основных земельно-ресурсных территориях:
Источник изображения: Министерство сельского хозяйства США, Документация по практикам CSA, страница 13.
Даже в «экстремальных» сценариях, где фермеры практиковали no-till в течение трех лет, а затем переходили к интенсивной обработке на 27 лет, смоделированные результаты все равно показывали чистую выгоду по углероду по сравнению с постоянной интенсивной обработкой.
Означает ли это, что практики регенеративного сельского хозяйства в целом сохранятся, а накопленный почвенный углерод останется на месте при любых обстоятельствах?
Нет. Хотя в этой Белой книге много обнадеживающих выводов, стимулов на несколько лет недостаточно, чтобы гарантировать долговечность. В Indigo наша программа Carbon создает несколько механизмов защиты для обеспечения надежности заявлений, сделанных в рамках нашей программы:
- Выбирайте практики, которые соответствуют интересам фермеров в долгосрочной перспективе: такие практики, как покровные культуры, сокращенная обработка почвы и управление азотом, требуют разного времени, прежде чем преимущества проявятся на поле. Углеродные платежи обеспечивают финансовый мост до тех пор, пока эти практики не станут привычкой и тем, на что производители могут рассчитывать с точки зрения операционной прибыльности.
- Производите расчеты и создавайте резерв на уровне проекта: несмотря на пункт 1, производители могут выйти из программы. Если это происходит, мы продолжаем удаленно следить за полями, чтобы увидеть, перестали ли они использовать покровные культуры или проводят обработку почвы несколько лет подряд. Имея за плечами более пяти лет работы, мы можем отслеживать эти показатели и гарантировать наличие резерва кредитов для смягчения последствий отказа от практик.
- Создавайте буфер для самого проекта на уровне реестра: даже если мы прилагаем максимум усилий в пункте 2, что произойдет, если крупное стихийное бедствие (наводнение, ураган, торнадо и т. д.) или другое внешнее событие уничтожит поля в нашей программе? Для этого реестр, с которым работает Indigo, Climate Action Reserve, содержит буферный пул кредитов по всем своим программам и отслеживает случаи возврата к старым методам, чтобы покупатели могли быть уверены в приобретенных ими кредитах.
Помимо этих трех механизмов и выводов документа USDA, мы продолжаем исследовать способы улучшения нашего проекта и развития науки. Например:
- Какие механизмы снизили бы риск застройки сельскохозяйственных земель, особенно при передаче прав собственности между поколениями?
Какие механизмы снизили бы риск застройки сельскохозяйственных земель, особенно при передаче прав собственности между поколениями?
- Помимо последствий периодической обработки почвы, каковы последствия для почвенного углерода при отказе от покровных культур или севооборотов? Мы ожидаем, что их влияние будет меньше, чем от обработки почвы, но точные показатели трудно найти в существующей литературе.
Помимо последствий периодической обработки почвы, каковы последствия для почвенного углерода при отказе от покровных культур или севооборотов? Мы ожидаем, что их влияние будет меньше, чем от обработки почвы, но точные показатели трудно найти в существующей литературе.
В Indigo мы не работаем в вакууме. Такие аналитические материалы, как эта Белая книга USDA, служат независимым справочным материалом, гарантируя, что наши сценарии и буферы устойчивости отражают последние рецензируемые данные. Эти идеи помогают нам привести наше моделирование почвенного углерода в соответствие с более широким научным консенсусом и строгими стандартами, ожидаемыми реестрами и заинтересованными сторонами.
Избегая ловушек скептицизма или фанатизма, мы можем сосредоточиться на том, что говорят данные о текущих уровнях сохранения практик и биофизической устойчивости почвенного углерода, и мы можем работать над их дальнейшим улучшением с помощью грамотного проектирования программ и дальнейших исследований.
Ссылки:
Министерство сельского хозяйства США. (2025). Документация литературы, данных и аналитического моделирования для обоснования применения методов CSA, которые сокращают выбросы углекислого газа из сельскохозяйственных почв и увеличивают накопление углерода. Управление по энергетической и экологической политике, Офис главного экономиста.
Примечание: все статистические данные взяты из документации USDA по методам CSA, если не указано иное.
В «белой книге» приводится следующая информация: «В 2021 году 35,6% посевных площадей кукурузы на зерно, в 2019 году 58,8% площадей сорго и в 2023 году 44,8% площадей сои возделывались по технологии no-till (нулевая обработка почвы). Еще 39,9% площадей кукурузы на зерно, 16,7% площадей сорго и 35,9% площадей сои возделывались с применением минимальной обработки почвы».
При этом нам необходимо больше данных о долгосрочной устойчивости применения этих методов. Такие долгосрочные исследования более дорогостоящи и сложны в логистическом плане, однако они были бы полезны для расширения доказательной базы в поддержку регенеративного земледелия.
