Ряды салата романо растут на вертикальной ферме. (Брэндон Уэйд/AP Images для Иден Грин)

В мире о одна треть всех выбросов парниковых газов происходят из сельского хозяйства и продовольственных систем. Углеродный след пищевых систем включает все выбросы от их выращивания, переработки, транспортировки и отходов.

Сельское хозяйство также уязвимы к последствиям изменения климата и, поскольку конфликт в Украина показывает, что продовольственные системы могут подвергаться воздействию геополитики.

Уже доступно несколько технологий, которые могут помочь обезуглерожить сложные системы, связывающие производителей и потребителей. Эти технологии также могут сделать наши продовольственные системы более устойчивыми к глобальным угрозам. Вот пять, которые, по нашему мнению, обладают огромным потенциалом.

1. Углеродные фермы и регенеративное сельское хозяйство

Сегодня большая часть выбросов парниковых газов, связанных с нашей едой, связана с ее производством и выбросами при вспахивании почвы. Это важно как ненарушенные почвы хранят углерод.

Но с некоторыми относительно небольшими изменениями в управлении почва снова может стать поглотителем углерода. Например, посадка бобовых культур. кормовые культуры каждые несколько лет, а не просто выращивание таких товаров, как пшеница или кукуруза, или посев промежуточных культур осенью, когда в противном случае поля были бы голыми, позволяют накапливать органические вещества и помогают почва для поглощения углерода. Это не только помогает замедлить изменение климата, но и защищает почвы от эрозии.

Идея о том, что фермеры могут просто использовать больше видов сельскохозяйственных культур, может показаться технологически несложной, но она работает. И новое поколение умные сельскохозяйственные инструменты, которое включает в себя сельскохозяйственное оборудование, использующее большие данные и искусственный интеллект, вскоре поможет фермерам внедрить эти методы производства продуктов питания и улавливания углерода.

Эти интеллектуальные сельскохозяйственные инструменты являются частью более широкой цифровой сельскохозяйственной революции, также известной как точное земледелие, которая позволяют фермерам снизить воздействие на окружающую среду и отслеживайте, сколько парниковых газов улавливают их поля, создавая углеродный регистр, который документирует их усилия.

2. Умные удобрения

Традиционно требуется много ископаемое топливо для превращения азота из воздуха в удобрение. Кроме того, это сложно для фермеров внести точно нужное количество удобрений в нужное место, в нужное время, чтобы сельскохозяйственные культуры использовали его эффективно.

Удобрения часто чрезмерно, и не используется сельскохозяйственными культурами, что приводит к загрязнению или парниковых газов or загрязнители воды. Но новое поколение удобрений направлено на решение этих проблем.

Умные биоудобрения, используйте микроорганизмы, выведенные или сконструированные так, чтобы жить в гармонии с сельскохозяйственными культурами и улавливать питательные вещества из окружающей среды, обеспечивая их культурам без отходов.

 Интеллектуальные биоудобрения, в которых используются микроорганизмы для захвата питательных веществ из окружающей среды, позволяют избежать проблем с отходами и загрязнением, связанных с обычными удобрениями. (Шаттерстки)

3. Прецизионная ферментация

С незапамятных времен люди использовали микроорганизмы для превращения сахаров и крахмалов в ферментированные продукты, такие как пиво, вино и хлеб. Но вскоре точная ферментация будет использоваться для производства гораздо большего количества продуктов.

На протяжении десятилетий эта технология использовалась для создания большей части производимого в мире инсулина и сычужного фермента, используемого в производстве сыра. США недавно разрешили ферментированный молочный белок неживотного происхождения — получают путем встраивания генов, отвечающих за выработку молока, в микробы — для использования в мороженое, который уже поступил в продажу. Это только вопрос времени, когда продукты из прецизионная ферментация стала обычным явлением в супермаркетах во всем мире.

В будущем, если микроорганизмы брожения будут питаться отходами (такими как оставшаяся «пивная дробина» или отходы крахмала из растительных белков), фермеры смогут создавать экологически чистые и ценные продукты из органических материалов, которые будут в противном случае они будут потрачены впустую и разложатся на парниковые газы.

4. Вертикальное земледелие

Хотя ничто не сравнится со свежими фруктами и овощами, собранными спелыми и немедленно съеденными, печальная реальность такова, что большая часть свежих продуктов, употребляемых в пищу в Канаде, на севере США и в Северной Европе, поступает с промышленных ферм на юго-западе США или в южном полушарии. углеродный след этой холодовой цепи на большие расстояния большой, а качество продукции не всегда самое лучшее.

Вертикальные фермы нового поколения призваны изменить эту ситуацию за счет использования энергосберегающих светодиодных светильников для круглогодичного выращивания сельскохозяйственных культур рядом с домом. Эти сельскохозяйственные объекты с контролируемой средой используют меньше воды и рабочей силы, чем обычные фермы, и производят большое количество свежих фруктов и овощей на небольших участках земли.

Более того, такие объекты появляются повсюду. Северная Америка и Европе, но особенно в Сингапуре и Япония. Хотя до сих пор ведутся серьезные споры о том, является ли нынешнее поколение вертикальных ферм лучше с точки зрения энергопотребления, они все больше готовы использовать возобновляемые источники энергии, чтобы обеспечить круглогодичное снабжение свежими продуктами с нулевым выбросом углерода, даже в Север Канады.

5. биогаз

С навозом животноводческих ферм сложно обращаться, поскольку он может стать источником загрязнения воды и выбросов парниковых газов. Однако, если навоз домашнего скота помещается в анаэробный варочный котел, можно улавливать встречающийся в природе метан в качестве зеленый природный газ.

При правильном планировании биогазовые установки могут также превращать городские органические отходы в возобновляемую энергию, что дает сельскому хозяйству возможность внести свой вклад в портфель устойчивой энергетики. Это уже происходит на фермах в Онтарио, где новое поколение биогазовых установок помогает увеличить доходы фермерских хозяйств и заменить ископаемое топливо.

Меняются системы вождения

Эти технологии становятся гораздо более захватывающими, когда они связаны между собой. Например, коллекторы биогаза, прикрепленные к животноводческим фермам, можно использовать для выработки энергии, необходимой для работы ферментационных установок, производящих молочные продукты без животных животных.

Точно так же, если растительные белки, например, из бобовых культур, таких как горох, производятся на фермах с использованием регенеративных методов ведения сельского хозяйства и перерабатываются на месте, оставшиеся крахмалы можно использовать для прецизионной ферментации. Хотя мы не знаем, осуществляется ли этот процесс в больших масштабах, его потенциальная выгода для устойчивого развития огромна.

Ключом к раскрытию этих преимуществ является развитие агропродовольственного бизнеса, круговые пищевые системы, так что отходы одного этапа становятся ценными входными данными на другом. Важнейшим дополнением к замкнутым продовольственным системам станет отслеживание выбросов углерода от поля до стола, где преимущества вознаграждаются.

Технологии для достижения углеродно-нейтрального, круговая пищевая экономика стремительно приближаются к зрелости. Скорее всего, пройдет всего несколько лет, прежде чем пять технологии, описанные выше, становятся мейнстримом.

Сегодня мир сталкивается с одной из самых больших проблем века: как правильно накормить растущее население мира, решить проблему изменения климата и не разрушить экосистемы, от которых зависит наша жизнь. Но мы находимся на грани того, чтобы получить инструменты, чтобы накормить будущее и защитить планету.

Об авторе

Рене Ван Акер, профессор и декан сельскохозяйственного колледжа Онтарио, Университет Гвельфа; Эван Фрейзер, директор Арреллского продовольственного института и профессор кафедры географии, окружающей среды и геоматики, Университет Гвельфакачества Ленор Ньюман, Канадский исследовательский председатель, продовольственная безопасность и окружающая среда, Университет долины Фрейзер

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

Будущее, которое мы выбираем: пережить климатический кризис

Кристиана Фигерес и Том Риветт-Карнак

Авторы, сыгравшие ключевую роль в Парижском соглашении об изменении климата, предлагают идеи и стратегии преодоления климатического кризиса, включая индивидуальные и коллективные действия.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Необитаемая Земля: жизнь после потепления

Дэвид Уоллес-Уэллс

В этой книге исследуются потенциальные последствия неконтролируемого изменения климата, включая массовое вымирание, нехватку продовольствия и воды и политическую нестабильность.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Министерство будущего: роман

Ким Стэнли Робинсон

Этот роман представляет мир ближайшего будущего, борющийся с последствиями изменения климата, и предлагает видение того, как общество может измениться, чтобы справиться с кризисом.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Под белым небом: природа будущего

Элизабет Колберт

Автор исследует влияние человека на мир природы, включая изменение климата, и потенциал технологических решений для решения экологических проблем.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Просадка: самый всеобъемлющий план, когда-либо предлагаемый для обратного глобального потепления

под редакцией Пола Хокена

В этой книге представлен всеобъемлющий план решения проблемы изменения климата, включая решения для ряда секторов, таких как энергетика, сельское хозяйство и транспорт.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа