Ежегодно с каждого гектара посевов сахарного тростника в атмосферу выбрасывается в среднем 2,26 килограмма закиси азота. Это происходит из-за низкой эффективности использования азотных удобрений — коэффициент эмиссии N₂O у сахарного тростника выше, чем у практически всех остальных сельскохозяйственных культур.

С учетом этого последствия производства биотоплива для антропогенного изменения климата могут недооцениваться, говорится в статье, опубликованной в журнале Science of The Total Environment.

За последние 50 лет потребление энергии в мире выросло в среднем на 45 процентов на душу населения. Это произошло благодаря ископаемому топливу — невозобновляемому ресурсу, использование которого стало ведущим фактором антропогенного изменения климата. Одним из наиболее популярных вариантов для перехода на более чистые источники энергии в 2020 году был признан биоэтанол — вид биотоплива, получаемый при переработке растительного сырья. Недавнее исследование показало, что этанол, извлекаемый только из бразильского сахарного тростника, может заменить до 13,7 процентов мирового потребления нефти.

Однако возделывание этой культуры требует значительного внесения азотных удобрений — от 60 килограммов на гектар в Бразилии до 755 килограммов на гектар в некоторых районах Китая. Это приводит к увеличению выбросов закиси азота (N₂O) — вещества, разрушающего озоновый слой, а также газа, чья способность вызывать парниковый эффект оценивается в 265 раз выше, чем у CO₂.

Ученые под руководством Линьшэна Яна (Linsheng Yang) из Юго-Западного университета в Чунцине оценили глобальные выбросы закиси азота, связанные с выращиванием сахарного тростника. Для этого они изучили 67 публикаций в системах ISI-Web of Science, Google Scholar и China Knowledge Resource Integrated Database, собрав данные 141 измерения эмиссий N₂O с полей сахарного тростника в различных регионах мира, а также данные по ирригации и удобрению земель, на которых выращивают эту культуру. 80 процентов измерений было проведено в зоне тропиков, оставшиеся 20 — в зоне субтропиков.

Схема преобразования азотных удобрений в выбросы закиси азота при выращивании сахарного тростника. / Linsheng Yang et al. / Science of The Total Environment, 2021

Оказалось, что ежегодно с каждого гектара посевов сахарного тростника в атмосферу выбрасывается в среднем 2,26 килограмма закиси азота. Авторы исследования рассчитали коэффициент эмиссии — показатель, отражающий потерю азотных удобрений на выбросы. У сахарного тростника он оказался равен 1,21 процента, что превосходит значения этого показателя практически всех сельскохозяйственных культур — овощей (0,69 процента), фруктов(1,15 процента), хлопка (0,31 процента), риса(0,68 процента), пшеницы (0,81 процента) и различных злаков(1,04 процента). Менее эффективно азотные удобрения расходуются лишь при выращивании рапса (1,27 процента).

Авторы отмечают, что в отчетах Межправительственной группы по вопросам изменения климата (IPCC) коэффициент эмиссии закиси азота для тростника принят равным одному проценту, что может привести к существенной недооценке вклада биотоплива на антропогенные выбросы парниковых газов.

Примечание редактора. Авторы исследования привели в статье формулу для расчета показателя EF (emission factor). Согласно ней коэффициент эмиссии, равный 1,21 процента, не стоит воспринимать как потерю 1,21 процента массы внесенного с удобрениями азота с выбросами закиси азота. Этот показатель относительный и характеризует лишь эффективность использования удобрений. На самом деле при EF=1,21 с выбросами может теряться 60 и даже 80 процентов массы внесенных азотных удобрений.