Исследование , опубликованное в научном журнале Journal of Cleaner Production, стало первым в Южной Америке, оценивающим углеродный след пшеницы от выращивания до производства муки. Это также было первое исследование такого рода, посвященное этой культуре в субтропической среде. Средний показатель по Бразилии составил 0,50 кг эквивалента диоксида углерода (CO₂eq) на килограмм произведенной пшеницы, что ниже среднего мирового показателя, оцениваемого в 0,59 кг.
Ученые оценили 61 сельский пшеничный объект в сезоне 2023/2024, а также проконтролировали весь производственный процесс на заводе в Паране, регистрируя все аспекты: от использования удобрений и сельскохозяйственных пестицидов до транспортировки зерна, сушки, помола и переработки зерна в муку.
Роль агрохимических удобрений в сокращении углеродного следа пшеницы
Углеродный след - это общие выбросы парниковых газов, вызванные отдельным объектом, событием, организацией, услугой, местом или продуктом, выраженные в эквиваленте диоксида углерода (CO2eq).
Исследование показало, что удобрения являются основным фактором углеродного следа при выращивании пшеницы. Наибольшее воздействие оказывают выбросы закиси азота (N₂O), образующиеся при внесении мочевины - удобрения, способного выбрасывать 40% парниковых газов, участвующих в производстве пшеницы.
Мочевина является основным удобрением, используемым при выращивании пшеницы, поскольку у нее самая низкая стоимость единицы питательного вещества среди азотных удобрений, доступных на рынке. Согласно исследованию, замена этого удобрения на известково-аммиачную селитру может сократить выбросы углерода на 4%, что значительно минимизирует воздействие на окружающую среду.
Подкисление почвы, одну из категорий, оказывающих наибольшее воздействие на окружающую среду, также можно смягчить, заменив мочевину на известково-аммиачную селитра. «Когда мочевина не полностью усваивается растениями или выщелачивается в виде нитрата, происходят реакции, которые высвобождают ионы гидроксония, повышая кислотность почвы. Напротив, удобрения на основе известково-аммиачной селитры помогают нейтрализовать этот эффект благодаря содержанию кальция», — объясняет исследователь методологического подразделения (Embrapa Meio Ambiente) Марилия Фолегатти.
По ее словам, следует также рассмотреть другие технологии, позволяющие снизить зависимость от синтетических удобрений и минимизировать воздействие на окружающую среду, такие как биоудобрения, биопестициды, удобрения с медленным высвобождением и наноудобрения. Она напоминает, что ведутся исследования в области производства зеленой мочевины и аммиачной селитры из возобновляемых источников энергии.
Исследователь подразделения тропического сельского хозяйства (Embrapa Agroindústria Tropical) Мария Клеа Бриту де Фигейредо отмечает, что использование азотных удобрений также является крупнейшим источником выбросов парниковых газов у других культур, углеродный и водный след которых проанализировала Embrapa, включая тропические фруктовые деревья, такие как манго, дыня и кокос. «Кроме того, при производстве синтетических удобрений образуются тяжелые металлы, способствующие загрязнению почвы, что может повлиять на качество продуктов питания, здоровье человека и экосистемы», - предупреждает ученый.
Исследование также показывает, что внедрение более продуктивных сортов пшеницы может снизить воздействие на окружающую среду в полевых условиях, поскольку это способствует повышению урожайности при меньших затратах ресурсов.
В исследовании также подчеркивается важность учета других экологических факторов, таких как биоразнообразие и здоровье почвы. Будущие исследования, которые объединят эти аспекты, могут предложить более полное представление об устойчивости производства пшеницы в тропических и субтропических регионах.
Климатическая устойчивость производства пшеницы
В глобальном контексте имеющиеся данные указывают на то, что углеродный след производства пшеницы составляет от 0,35 до 0,62 кг CO₂ на кг зерна в зависимости от климатических условий и методов ведения сельского хозяйства в каждом регионе выращивания пшеницы. Средний мировой показатель выбросов CO₂ оценивается в 0,59 кг на каждый кг произведенного зерна пшеницы.
В этом контексте у Бразилии выгодная позиция. В конечном итоге средний показатель углеродного следа составил 0,50 кг CO2 на каждый кг пшеницы, произведенной в Бразилии, что ниже показателей, зарегистрированных в Китае (0,55), Италии (0,58) и Индии (0,62). «Мы все еще можем улучшить ситуацию. Исследование показывает, что с рядом корректировок наши цифры могут приблизить нас к таким эталонам, как Австралия и Германия, показатели которых близки к 0,35», — говорит Альваро Досса, аналитик Embrapa Trigo. Согласно статье, в изученных сценариях с использованием уже имеющихся технологий углеродный след бразильской пшеницы может быть сокращен еще до 38%.
В глобальном масштабе данные об углеродном следе разделены по континентам, при этом средний показатель оценивается для Африки (0,24), Азии (0,68), Европы (0,33), Северной Америки (0,42) и Океании (0,29, но с начинающим производством пшеницы). Исследование, представленное Embrapa, является первым показателем оценки углеродного следа в Южной Америке.
Помимо углеродного следа, было проанализировано воздействие пшеницы и пшеничной муки на водопользование, закисление почвы, эвтрофикацию (морскую и пресноводную) и другие параметры.
«Производство пшеницы в Бразилии имеет более высокие последствия в таких категориях, как закисление почвы и экотоксичность суши из-за выбросов удобрений и пестицидов. Однако результаты исследования показывают, что при использовании более эффективных сортов и устойчивых методов бразильское производство может закрепиться среди самых устойчивых в мире», - оценивает Марилия Фолегатти.
Партнерство с мукомольной компанией Moageira Irati позволило исследователям провести исследование по оценке углеродного следа пшеничной муки, производимой в Бразилии. Оценивались все этапы процесса производства муки: от земледелия (выращивание и управление), транспортной логистики и доставки на предприятие (очистка, сушка и хранение) до процесса переработки зерна в муку (увлажнение и помол).
Углеродный след производства пшеничной муки в Бразилии составил от 0,67 (зерно, поступающее с крупных предприятий) до 0,80 (поступление с небольших предприятий). Этот показатель ниже, чем средние показатели, зафиксированные, например, в Испании (0,89) и Италии (0,95).
Одним из факторов конкурентоспособности Бразилии по сравнению со странами с умеренным климатом является большая освещенность солнечным светом, что позволяет использовать фотоэлектрическую энергию - возобновляемый природный ресурс, который может применяться на различных этапах в промышленности.
По словам бизнесмена Марсело Восники, директора Moageira Irati, производство продуктов питания с меньшим воздействием на окружающую среду начинается все больше цениться рынком.
«Мы работаем над тем, чтобы показать миру, как наша модель производства пшеницы связана с устойчивым, низкоуглеродным сельским хозяйством. Чтобы доказать, что наша мука производится в результате устойчивого производства, нам необходимо научно подтвердить результаты этого проекта. Я считаю, что эта инициатива создаст хорошие бизнес-возможности для всех, кто участвует в бразильской цепочке поставок пшеницы», - говорит директор Moageira Irati Марсело Восника.
Исследователи Embrapa, участвующие в проекте, ожидают, что результаты жизненного цикла пшеницы можно использовать для оценки других продуктов, связанных с зерном, но в целом они предназначены для руководства к устойчивому выращиванию бразильской пшеницы.
Исследование является одним из результатов проекта «Индикаторы и технологии ESG (экология, общество и управление) в мукомольном производстве пшеницы в Паране», начатого в 2023 году в рамках партнерства Embrapa Trigo и компании Moageira Irati.
В исследовании приняли участие 61 сельский производитель в юго-восточной части Параны во время сбора урожая пшеницы 2023/2024 года. В ходе этого исследования оценивались несколько показателей устойчивости, проверяющих воздействие выбросов углерода до ворот фермы (удобрения, пестициды, семена), в процессе производства (посев, агротехнические обработки, сбор урожая и транспортировка) и в промышленности (сушка, энергия, отходы). «Мы собираем всю информацию о входящих и исходящих потоках и процессах в производственной системе, чтобы оценить жизненный цикл пшеницы до момента производства конечного продукта», - говорит аналитик Embrapa Альваро Досса.
Хозяйства, участвующие в проекте, уже около 30 лет выращивают пшеницу в засушливых районах, используя систему севооборота и прямой посев на солому. В исследовании рассматривались такие факторы, как размер объектов, тип используемых удобрений и сорта, а также их связь с потенциальным воздействием на окружающую среду.
На основании полученных данных удалось выделить два типа производителей пшеницы, в которых основным дифференцирующим фактором был размер земельных участков. Таким образом, углеродный след (килограмм CO2 на каждый килограмм произведенной пшеницы) достиг 0,58 на малых предприятиях и 0,47 на крупных предприятиях. «Сегментация позволила нам лучше представить реальность производства пшеницы и муки в исследуемом регионе, поскольку было бы неправильно объединять мелких производителей, которые составляют большинство, с крупными корпоративными производителями, поскольку это могло бы повлиять на результаты и возможные будущие рекомендации», - объясняет Досса.
Методология, использованная при исследовании бразильской пшеницы, соответствует международным стандартам (ISO 14040 и ISO 14044), а также учитывает показатели водного следа и потенциал глобального потепления.
Источник: Revista Cultivar. Автор: Хосеани Антунес. Автор фото: Луис Маньянте.
