Poljoprivreda kao značajan izvor stakleničkih plinova: novi znanstveni pregled otkriva mogućnosti smanjenja emisija

Poljoprivredni sektor predstavlja značajan izvor emisija stakleničkih plinova, što potvrđuje i novo znanstveno istraživanje objavljeno u časopisu Energies krajem travnja 2025. godine. Prema najnovijim podacima Europskog parlamenta, poljoprivreda je odgovorna za 10,8% ukupnih emisija stakleničkih plinova u Europskoj uniji, što je svrstava među pet najznačajnijih sektora koji doprinose klimatskim promjenama. Znanstvenici Karolina Sokal i Magdalena Kachel sa Sveučilišta prirodnih znanosti u Lublinu (Poljska) proveli su opsežan pregled dostupne literature o emisijama stakleničkih plinova u poljoprivredi, s posebnim naglaskom na europsko područje, a naročito Poljsku.

Istraživanje je objavljeno u kontekstu Europskog zelenog plana, koji pred Europu postavlja ambiciozan cilj postizanja klimatske neutralnosti do 2050. godine. Ovaj pregled literature posebnu pozornost posvećuje poljoprivrednom sektoru kao ključnom doprinositelju stvaranju stakleničkih plinova, analizirajući utjecaj različitih tehnika obrade tla i primjene organskih i anorganskih gnojiva na emisije.

Glavni nalazi istraživanja: tri ključna staklenička plina u poljoprivredi

Autori istraživanja ističu da poljoprivredne aktivnosti značajno doprinose emisijama tri glavna staklenička plina: ugljičnog dioksida (CO₂), dušikovog oksida (N₂O) i metana (CH₄). Metode obrade tla i gnojidbe koje se koriste igraju presudnu ulogu u njihovim emisijama u atmosferu.

Prema podacima poljske Nacionalne službe za upravljanje emisijama, emisije stakleničkih plinova iz poljoprivrede u Poljskoj za 2022. godinu iznosile su 8,8% ukupnih antropogenih emisija zemlje. Poljoprivredni sektor je primarni izvor emisija dušikovog oksida (N₂O), čineći 80,2% ukupnih antropogenih emisija ovog plina. Od ukupnih emisija dušikovog oksida iz poljoprivrede, 83,7% potječe od upotrebe zemljišta (gnojidba dušikom), a 15,24% od upravljanja stajskim gnojivom.

Istraživači ističu da se ugljični dioksid oslobađa tijekom korištenja poljoprivredne mehanizacije i potrošnje fosilnih goriva, ali i kroz obradu tla, koja može narušiti strukturu tla i osloboditi pohranjeni ugljik. Prema navodima istraživača, svaka litra potrošenog dizela proizvodi čak 2,7 kg CO₂, uz druge štetne emisije u okoliš.

No-till poljoprivreda kao potencijalno rješenje

Jedno od najznačajnijih otkrića istraživanja odnosi se na potencijal no-till (bez oranja) poljoprivrede i smanjene obrade tla za redukciju emisija stakleničkih plinova. Prema navodima iz članka, no-till poljoprivreda pokazuje pozitivan učinak na održivi razvoj poljoprivrede:

• Povećava sadržaj ugljika u tlu
• Smanjuje eroziju tla
• Poboljšava fizičke uvjete tla
• Smanjuje emisije stakleničkih plinova
• Ne ugrožava prinose usjeva

Usporedba emisija CO₂ između različitih metoda obrade tla pokazuje značajne razlike:

• Konvencionalna obrada plugom emitira oko 180,76 kg CO₂/ha
• Obrada bez pluga emitira oko 89,36 kg CO₂/ha
• No-till poljoprivreda emitira samo 19,50 kg CO₂/ha

Autori navode da je oranje energetski najintenzivniji postupak obrade tla. Tijekom sagorijevanja goriva, glavna komponenta ispušnih plinova je ugljični dioksid. Prestanak oranja rezultira uštedama goriva i nižim emisijama stakleničkih plinova.

Utjecaj organskih i anorganskih gnojiva

Istraživanje također obrađuje utjecaj različitih vrsta gnojiva na emisije stakleničkih plinova. Sve veća potražnja za hranom rezultirala je povećanom upotrebom gnojiva, što se odražava na emisije. Prema istraživanju, poljoprivredni sektor sam je odgovoran za više od 80% antropogenih emisija N₂O, 70% antropogenih emisija NH₃ i približno 40% antropogenih emisija CH₄.

Istraživači analiziraju različite vrste gnojiva:

1. Dušična gnojiva: Proizvode se uglavnom iz prirodnog plina i zraka u energetski intenzivnom procesu. Proizvodnja gnojiva troši približno 1,2% globalne energije i čini oko 1,2% ukupnih emisija stakleničkih plinova. Umjetno proizvedena dušična gnojiva povećavaju stvaranje N₂O.
2. Kompost: Obrada organskog otpada kompostiranjem pridonosi emisijama CO₂, koji se stvara u aerobnim uvjetima, dok se CH₄ i N₂O stvaraju anaerobnom mineralizacijom otpada. Autori navode da se procesi kompostiranja smatraju ekološki prihvatljivima i isplativima, jer se organska tvar biološki razgrađuje u aerobnim uvjetima.
3. Vermikompostiranje: Pokazuje niže emisije stakleničkih plinova u usporedbi s tradicionalnim kompostiranjem, prvenstveno zbog smanjenih emisija metana (CH₄). Istraživanje pokazuje da je smanjenje emisija N₂O i CH₄ tijekom vermikompostiranja, u usporedbi s kompostiranjem, više za 40% i 32% kada je sadržaj vlage u sirovom materijalu viši.
4. Stajsko gnojivo: Prema studiji, stajsko gnojivo doprinosi 37% globalnih emisija stakleničkih plinova. Korištenje ovog organskog gnojiva povećalo je emisije N₂O za prosječno 32,7% u usporedbi sa sintetičkim dušičnim gnojivom.
5. Digestat: Jedan od obećavajućih pristupa za smanjenje emisija CO₂ je razvoj bioplinskih postrojenja za obradu i proizvodnju biometanskog digestata. Korištenje svih vrsta poljoprivredno-prehrambenog otpada može pridonijeti smanjenju emisija stakleničkih plinova iz poljoprivrede do 80%.

Mehanizacija i goriva

Značajan dio istraživanja posvećen je poljoprivrednoj mehanizaciji i korištenju goriva. Autori ističu da su poljoprivredni traktori glavni strojevi koji pogone različite poljoprivredne operacije kroz potrošnju fosilnih goriva, značajno smanjujući kvalitetu zraka.

Alternativna goriva, posebno biodizel, pokazuju potencijal za smanjenje emisija. Prema navedenim podacima, korištenje biodizela kao alternativnog goriva dovelo je do smanjenja emisija, uz uštedu između 77 i 81% u usporedbi sa standardnim fosilnim gorivima. Posljedično, u 2021. godini biodizel je uštedio približno 45 milijuna tona emisija CO₂.

Istraživanje također pokazuje da se potrošnja goriva može smanjiti za 5-25% odabirom načina rada gdje je brzina motora 70-85% nominalne vrijednosti, a traktor je opterećen tako da motor razvija 80% svoje maksimalne snage.

Zaključci i preporuke

Autori ističu da se njihov rad temelji na pregledu dostupnih znanstvenih članaka i pruža sveobuhvatan uvid u interakcije između poljoprivrednih praksi i emisija plinova, uz ukazivanje na moguća rješenja postojećih problema.

Glavni zaključci istraživanja uključuju:

1. No-till ili reducirana obrada tla ima pozitivan utjecaj na održivi razvoj poljoprivrede, povećava sadržaj ugljika u tlu, smanjuje eroziju, poboljšava fizičke uvjete tla i smanjuje emisije stakleničkih plinova bez ugrožavanja prinosa.
2. Oranje je energetski najintenzivniji postupak obrade tla. Tijekom sagorijevanja goriva, glavna komponenta ispušnih plinova je ugljični dioksid.
3. Korištenje organskih i anorganskih gnojiva, npr. dušičnih gnojiva, stajskog gnojiva, komposta ili digestata, dovodi do emisija stakleničkih plinova kao što su N₂O ili metan.
4. Negativni učinci mogu se minimizirati pravilnim doziranjem i preciznim metodama gnojidbe.
5. Jedno od rješenja koje može pomoći u smanjenju emisija CO₂ jest razvoj bioplinskih postrojenja za obradu i proizvodnju digestata biometana.

Istraživači najavljuju da je ovo uvod u seriju istraživačkih članaka o emisijama stakleničkih plinova tijekom poljoprivredne proizvodnje. Planiraju dvogodišnje terensko istraživanje kako bi utvrdili kako odabrane tehnike obrade tla, tretmani usjeva ili mješavine goriva utječu na potrošnju energije i emisije stakleničkih plinova.

Implikacije za cirkularnu ekonomiju i održivu poljoprivredu

Ovaj rad donosi važne implikacije za razvoj cirkularne ekonomije u poljoprivredi. Europski zeleni plan posebno naglašava važnost smanjenja emisija iz poljoprivrednog sektora, a prema najnovijim podacima, Europski parlament već prati emisije po sektorima, gdje poljoprivreda čini 10,8% ukupnih emisija u EU.

Uvođenje praksi koje potiču održivost, kao što su no-till poljoprivreda, precizna aplikacija gnojiva i korištenje alternativnih goriva, predstavlja put prema smanjenju ugljičnog otiska poljoprivredne proizvodnje. Posebno obećavajućim se čini pristup integrirane poljoprivrede s proizvodnjom bioplina, gdje se poljoprivredni otpad pretvara u energiju i digestat, zatvarajući krug i doprinoseći principima cirkularne ekonomije.

Za Hrvatsku, kao i druge zemlje EU, ovi nalazi imaju posebnu važnost u kontekstu implementacije Zajedničke poljoprivredne politike nakon 2027. godine, koja će, prema najavljenim smjernicama, biti usmjerena na poljoprivrednike i konkurentnu, otporniju i održivu poljoprivredu.