Технология автоматического измерения выбросов парниковых газов на рисовых полях

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, уезд Донг Хынг, провинция Тхай Бинь.

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

Целью проекта, рассчитанного на двухлетний период, является измерение и анализ обмена парниковыми газами, включая CO₂, CH₄ и N₂O, между поверхностью земли и атмосферой, тем самым оценивая воздействие сельскохозяйственной деятельности на окружающую среду.

Исследовательская группа провела измерения как на посевах риса (яровых и летних), так и на озимых культурах (бесплодные земли). Это позволяет оценить общий объем выбросов парниковых газов за год. В результате получается комплексная оценка выбросов парниковых газов для каждой культуры и на каждом этапе процесса выращивания.

Во Вьетнаме был проведен ряд исследований по измерению выбросов парниковых газов при выращивании риса. Однако большую часть работы выполняют вручную или только на определенных этапах обработки земли, например, при сливе воды с полей.

Проекты Агроэкологического института и Глобального центра водно-болотных угодий отличаются тем, что все они измеряются автоматически в режиме реального времени. В любой момент пользователи имеют доступ к данным и точно знают, сколько каждого парникового газа выбрасывается.

Эта автоматическая система состоит из двух основных частей. Первый — контейнер с газоаналитическим оборудованием. Задача контейнера — собирать, анализировать и хранить данные о выбросах парниковых газов из автоматизированных измерительных камер, расположенных на поле.

Датчик, измеряющий выбросы. Фото: Бао Тханг.

В нескольких десятках метров от контейнера на полу поля размещены 6 автоматических газоизмерительных камер, разделенных на 2 ряда. В одном ряду измеряются выбросы с голой земли (в камере нет риса), в другом ряду в камере находится рис.

В каждый указанный момент времени измерения (примерно каждые 15 минут) камера отбора проб автоматически закрывается, чтобы насос мог откачать весь газ изнутри и передать 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 парниковых газов, а также изменений (если таковые имеются) в период реализации проекта.

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

Камера открыта. Он автоматически закроется примерно через 15 минут в соответствии с установленным графиком, чтобы определить количество газа, выделяемого из почвы. Фото: Бао Тханг.

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

Хотя водно-болотные угодья (включая районы выращивания риса) покрывают лишь небольшую часть поверхности Земли, они являются «горячими точками» поглощения и выделения парниковых газов. За последние несколько сотен лет водно-болотные угодья имели тенденцию к сокращению или преобразованию в сельскохозяйственные угодья, что приводило к высвобождению части углерода, хранящегося в этих почвах, в виде CO₂. Повторное затопление этих территорий может сократить выбросы CO₂, но 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 продвижения к цели человечества по достижению углеродной нейтральности.

По словам доцента доктора Май Ван Трин, директора Института сельскохозяйственной окружающей среды, выбросы парниковых газов в результате сельскохозяйственного производства стали глобальной проблемой. Особенно в такой аграрной стране, как Вьетнам, сельскохозяйственное производство не только сильно подвержено влиянию изменения климата, но и напрямую вызывает его изменение, поскольку способствует выбросам CH₄.

Измерительная система проекта будет регистрировать результаты в течение двух лет, предоставляя рекомендации для более точных расчетов выбросов при выращивании риса. Фото: Бао Тханг.

Производство риса является источником около половины выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве. Таким образом, любая технология, позволяющая измерять выбросы CH₄ от риса, может помочь разработать меры по сокращению выбросов. Это связано с тем, что три парниковых газа, выбрасываемых в результате сельскохозяйственной деятельности, включая CO₂, CH₄ и N₂O, являются продуктами биогеохимического цикла углерода и азота в экосистеме.

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 Тринь признала, что точная количественная оценка выбросов парниковых газов от выращивания риса и других культур остается 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 вьетнамского сельского хозяйства.

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