Технология автоматического измерения выбросов парниковых газов на рисовых полях

ТАЙ БИНЬ Проект сотрудничества с Датским институтом сельскохозяйственной среды открывает перспективу разработки конкретных рекомендаций по оптимизации урожайности и качества сельскохозяйственных культур.

С октября 2024 года Институт сельскохозяйственной среды и Глобальный центр водно-болотных угодий Копенгагенского университета (Дания) реализуют проект «Создание методов полевых измерений для моделирования, расчета и прогнозирования выбросов парниковых газов при выращивании риса во Вьетнаме» в коммуне Фу Лыонг, уезда Донг Хынг, провинции Тхай Бинь .

Профессор Бо Элберлинг (слева) из Глобального центра водно-болотных угодий проверяет работоспособность приборов для измерения выбросов в полевых условиях. Фото: Бао Тханг.

Целью проекта является измерение и анализ обмена парниковыми газами, включая CO₂, CH₄ и N₂O, между поверхностью земли и атмосферой, что позволит оценить воздействие сельскохозяйственной деятельности на окружающую среду.

Исследовательская группа провела измерения как посевов риса (ярового и летнего), так и озимых культур (пашня). Это позволило оценить общий объём выбросов парниковых газов за каждый год. Это дало комплексную оценку уровня выбросов парниковых газов каждой культурой, а также на всех этапах процесса выращивания.

Во Вьетнаме был проведён ряд исследований по измерению выбросов парниковых газов при выращивании риса. Однако большинство из них проводилось вручную или только на определённых этапах выращивания, например, при сливе воды с полей.

Проект Института агроэкологии и Глобального центра водно-болотных угодий отличается тем, что все измерения проводятся автоматически в режиме реального времени. Пользователи в любой момент имеют доступ к данным и точно знают объём выбросов каждого парникового газа.

Эта автоматизированная система состоит из двух основных частей. Первая — это контейнер с газоаналитическим устройством. Задача этого контейнера — сбор, анализ и хранение данных о парниковых газах с автоматических измерительных камер, расположенных на поверхности поля.

Датчик, измеряющий выбросы. Фото: Бао Тханг.

В нескольких десятках метров от контейнера на рисовом поле размещены шесть автоматических газоизмерительных камер (камер), разделенных на два ряда. В одном ряду измеряются выбросы газа с голой земли (без риса в камере), в другом ряду рис находится в камере.

В каждый заданный момент измерения (примерно каждые 15 минут) камера отбора проб автоматически закрывается, чтобы насос мог откачать весь газ и перекачать его в анализатор, расположенный в контейнере. Измерение концентраций CO₂, CH₄ и N₂O выполняется полностью автоматически.

После завершения отбора проб камера автоматически открывается, и проба перемещается в следующую камеру в очереди.

Для анализа колебаний концентрации парниковых газов в ходе исследования на экспериментальном поле была установлена метеорологическая станция. Задачей этой станции является измерение температуры, влажности, скорости ветра и т.д. для анализа и предоставления комплексной картины изменения концентрации парниковых газов (если таковые имелись) в период реализации проекта.

Все данные измерений будут регистрироваться и храниться на регистраторе данных, что обеспечит непрерывный мониторинг и анализ.

Камера с открытой крышкой. Она автоматически закроется примерно через 15 минут по заданному графику, чтобы определить количество газа, выделяемого из почвы. Фото: Бао Тханг.

Профессор Бо Элберлинг (Глобальный центр водно-болотных угодий) отметил, что результаты проекта помогут разработать конкретные рекомендации для фермеров по оптимизации урожайности, качества, поливной воды и удобрений, сохраняя при этом и улучшая органическое вещество почвы и сокращая выбросы парниковых газов.

Хотя водно-болотные угодья (включая рисовые поля) покрывают лишь небольшую часть поверхности Земли, они являются «горячей точкой» поглощения и выделения парниковых газов. За последние несколько сотен лет водно-болотные угодья сокращаются или переходят в сельскохозяйственные угодья, что приводит к высвобождению части углерода, накопленного в этих почвах, в виде CO₂. Повторное затопление этих территорий может снизить выбросы CO₄, но также может увеличить выбросы CH₄ и N₂O.

Глобальный центр водно-болотных угодий намерен разработать новые подходы к моделированию и прогнозированию потенциала выбросов парниковых газов водно-болотными угодьями (включая рисовые поля) для достижения цели человечества по достижению углеродной нейтральности.

По словам доцента доктора Май Ван Чинь, директора Института сельскохозяйственной окружающей среды, выбросы парниковых газов в сельскохозяйственном производстве стали глобальной проблемой. В частности, в такой аграрной стране, как Вьетнам, сельскохозяйственное производство не только сильно подвержено влиянию изменения климата, но и напрямую его обуславливает, поскольку способствует выбросам CH₄.

Измерительная система проекта будет регистрировать результаты в течение двух лет, предоставляя рекомендации по более точным расчётам выбросов при выращивании риса. Фото: Бао Тханг.

На производство риса приходится около половины выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве. Следовательно, любая технология, позволяющая измерять выбросы CH₄ от риса, потенциально способна определить пути их сокращения. Это связано с тем, что три парниковых газа, выделяемых сельским хозяйством – CO₂, CH₄ и N₂O – являются продуктами биогеохимического круговорота углерода и азота в экосистемах.

На сегодняшний день Вьетнам провел шесть национальных инвентаризаций парниковых газов в 1994, 2000, 2010, 2013, 2014, 2016, 2018 и 2020 годах. В большинстве расчетов инвентаризации парниковых газов используются коэффициенты выбросов уровня 1 МГЭИК без использования коэффициентов, специфичных для страны (уровень 2 и выше).

Директор Май Ван Чинь признала, что точная оценка выбросов парниковых газов от выращивания риса и других культур остаётся сложной задачей из-за изменений климата, почвы, сельскохозяйственных культур и методов ведения сельского хозяйства. Таким образом, проект, реализуемый в сотрудничестве с Глобальным центром водно-болотных угодий, открывает множество возможностей для сельского хозяйства Вьетнама.

Источник: https://nongnghiep.vn/cong-nghe-tu-dong-do-khi-nha-kinh-phat-thai-tren-ruong-lua-d745694.html