Bioenerji Bitkileri için Neden Sürdürülebilir Maddeler
Biyoenerji ürünleri – geçiş gibi, jantroplar, yanlışlar, enerji, poplar gibi kısa-kıralı bitkiler – yenilenebilir enerjiye doğru küresel geçişe merkezi olarak yerleştirilmiştir. Bu özel enerji yemi, biyoenerji, biyoenerji ve biyoürünler, fosil yakıtlara düşük karbonlu bir alternatif sunmak, bu nedenle bu ürünlerin büyüme ve hasat edilmesi gerçekten de yenilenebilir enerji için bir engelleyicidir.
Sürdürülebilirlik, biyoenerji ürünlerinin üretiminin, arazinin uzun vadeli sağlığını veya çevre ekosisteminin sağlığını tehlikeye atmasını sağlar. Bu makale, biyokütme, su kalitesinin ve habitat bütünlüğünü korumak için gerekli olan ihtiyacı dengeyi dengeler. Biyoenerji ürünlerinin üretimine yönelik talep olarak, en son araştırma ve alandaki deneyimin geliştirilmesini amaçlayan politikalarla ilgilidir.
Sürdürülebilir Atıkların Temelleri
Sürdürülebilir hasat, ekolojik, agronomik ve ekonomik boyutlarda ele alınan bir dizi ilgili ilkeler tarafından yönlendirilir. Bu ilkeler katı kurallar katı kurallar değildir, ancak belirli ek türleri, iklimler ve yerel koşullara uygun olarak kabul edilen en yaygın kabul edilen ilkeler, uygun zamanlaması, düşük maliyetli yöntemler ve reaktif biyokütle biyokütmelerin dikkatli yönetimidir.
Timing: Doğru Büyüme Aşamasında Yaşamak
hasat süresi önemli ölçüde ürün verimini, besin geri yüklemesini ve bu aşamadaki besinlerin çıkarılmasını etkiler; azotun ve kötü huylulukların, ideal hasat penceresinin ilk donandıktan sonra genellikle hasatın erken ilkbaharın daha fazla beslediği ve translokasyona neden olabilir, ancak bu aşamadaki toplam% 50 oranındaki tasarruf sağlar.TFL’ye göre% 50'ye kadar hasat edilir.
Tersine, çok erken hasat - bitki hala yeşil olsa da - sahadan çok fazla besin miktarı, daha sonraki regrowth için gübre girişi gerektiren. Bu özellikle azot için sorunlu, bu enerji yoğundur ve nitrous oksit emisyonlarının katkıda bulunabilir. Proper zamanlaması, iki çevresel ve ekonomik fayda sağlar: çiftçiler için karbon ayak izini azaltır ve çiftçiler için daha düşük girdi maliyetleri azaltır.
Frekans: Rotations aracılığıyla Overharvesing
Suklama sıklığı, zaman içinde ne kadar biyokütle kaldırıldığını ve bazı yaklaşımlar için ikinci bir ışık hasatına izin veriyor - bir alanın bölümleri durmuş durumda - vahşi istilalar ve vahşi vahşi istilalar için yıllık bir hasat sağlıyor.
Global Change Bioenerji) Global Change Bioenerji), her yıl hasat edilen bir miktar beş yıllık hasat süresinden sonra, ancak, marjinal veya erodible alanlarda önemli ölçüde daha düşük toprak erozyon oranlarıyla birlikte, her yıl ekolojik direncin bir artış olduğunu tespit etti.
Yöntem: Low-Impact Equipment and Techniques
Toplamanın fiziksel yöntemi – kullanılan makine türü ve bu şekilde işletilmesi – toprak kompaktlaştırma, erozyon ve ek hasarlar üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir. Geleneksel hasat ekipmanları, büyük kombinasyon hasatları gibi, birçok biyoenerji ürününün büyüdüğü hassas topraklar için çok ağır olabilir. Compact, düşük maliyetli baskı makineleri tercih edilir, özellikle de hassas tarımda gelişmiş veya dik arazilerde gelişmiştir.
Ahşap biyoenerji ürünleri için poplar veya Willow gibi, kök sistemini korumak ve güçlü bir regrowth kullanmaya teşvik etmek için, zemin seviyesinde kesmek için taburcuları kullanmak, geri dönüş mowers yerine, "coppicing" teknikleri kesmek yerine, (yaklaşık 10-15 cm) toprağı rüzgar ve su erozyonundan korumak için yardımcı olmak için yeterli miktardaki bir düğmeye sahip olmak için yeterli miktardaki boşlukları ortadan kaldırmak için gerekli olan bir yönteme ihtiyaç duymalı.
Residual Management: Stubble and Root Biomass as Soil Protectors
Yeterli miktarda ek kalıntı bırakmak - yüzey taşıma ve kökleri - hasat sonrası alan, toprağın korunması için en maliyet etkin yollardan biridir.Bu uygulama, genellikle "residue tutma" olarak adlandırılır, yağmur etkisinden toprağı azaltır, yüzeyden tükenir, organik madde ekler ve faydalı toprak organizmaları destekler.
Araştırma, yukarıda belirtilen% 100'ü yukarıdan alan biyokütlelerin ortadan kaldırılmasının, topraktaki biyokütlelerin% 0,5-1.0 Mg C/ha/yıllıklarının 30-40'ı terk etmekle kıyaslanabileceğini gösteriyor.Bu nedenle, sürdürülebilir hasat genellikle koruma programları ile görevlendirilmiş tarım alanlarının% 70-80'inden fazla tutulması, ayrıca arazinin sabit miktarı 30-40'ı terk etmek için daha fazla zemine bağlı.
Yenilikçi Teknikler Sürdürülebilirlik
Teknoloji ve ekolojik anlayış, hem verimli hem de çevresel olarak iyi olan sistemleri oluşturmak için bir araya geliyor. Aşağıda araştırma arsalarından ticari uygulamaya doğru hareket eden birkaç yenilikçi teknik var.
Strip Hasat ve Partisel Yok
Tüm bir alan üniforması yerine, şerit hasat, diktecilerin biyokütlelerini ortadan kaldırır, dikte edilmemiş bitkiler için koridorlar ayrılır. Bu yaklaşım, her yıl dönen şeritli alanların ve küçük memelilerin yanı sıra, daha uzun süren lojistik terimlerle birlikte, arazi biyoenerji ürünlerinin azaltılmasını gerektirir.
Sensör Teknolojileri ile Seçici
Modern kombinasyon hasatçıları ve forage hasatçılar, sadece bitkinin en olgun veya en zengin porsiyonlarını hedeflemek için toplanabilirler ve ölçümler, nem içeriği, biyokütme yoğunluğu ve hatta gerçek zamanlı olarak besleyici seviyelerin azaltılmasına olanak sağlar: Makine, toplayıcı haritaları yalnızca en olgun besleyici veya hızları hedeflemek için yapılandırır ve hassas yemleme konusunda uzmanlaşmış alanları azaltır.Rezersiz hasat alanlarının hassaslaştırılması, ayrıca toprağın hasarını azaltmak için de kullanılabilir.
Bütünleşik Enerji Sistemleri
Birçok tarım arazisinde, biyoenerji bitkileri, gıda üretimi için uygun olmayan marjinal topraklarda yetiştirilir. Bu topraklar genellikle ilkbaharda bir geçiş alanına sahip olabilir, sonra diğer arazilerde biyoenerji hasatını birleştirir, rotasyonel graning, agroforestry veya koruma setleri gibi. Örneğin, bir çiftçi ilkbaharda bir geçiş alanına eklenmiş olabilir.
Drones ve Uzak Sensing for Harvest Planlaması için Kullanımı
Çok fazla tahmin edici kameralarla donatılmış insansız hava araçları (UAVs) hasattan önce alanları araştırabilir, biyokütle dağıtımını haritalar ve ne kadar yüksek çözünürlükte bulunan bir alanla bütünleme araçlarına izin verir.Bu bilgi, hasat eden veya çok kaba alanlara yol açmaz ve zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman zamanlarını azaltır. Uzaktan algılama aynı zamanda farklı alanlardan gelen en iyi geri çekilme oranını belirlemede yardımcı olur. Uydu görüntüleri ve drone verileriyle bütünleme modelleri ile entegre eder.
Çevre ve Ekonomik Co-benefits
Sürdürülebilir hasat yöntemleri sürekli olarak uygulanırken, faydaları toprak koruma ve biyoçeşitliliği genişletmektedir. En önemli ko-benefitlerden biri karbon sequest. Perennial bioenerji ürünleri, kök sistemlerinde karbon sallanan bir miktar sıvıyı korumak için zemin profilinde karbonatını arttırır.[Dönemli, aşırı yükleme veya sık sık sık sık karbonu dağıtırken karbonu temizleyebilir.) Bitki Biliminde karbon stoklarını korur)
Su kalitesi de artmaktadır, çünkü yıllık tarım ürünleri yıllık bitkileri tercüme etmek ve erozyonu azaltır. geçişin derin kökleri fazla azot yakalar ve kalıcı toprak örtüsüne ulaşmadan sedisyon engeller.Bir yıllık tarım veya rezütleyi korur.Depresifler bu avantajları daha yüksek su kaynaklarına ve sulama ihtiyaçlarını azaltır ve genellikle karbon kredilerini veya koruyucuları için daha yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek su kaynaklarına sahip olurlar.
Vaka Çalışmaları: Action in Action
ABD Büyük Plains Prodüksiyonu
USDA-ARS Central Great Plains Research Laboratory in Colorado, 15 yıldan fazla bir süredir geçiş yapıyor. Uzun vadeli denemeler, yüksek çözünürlükte yılda 15-20 cm değerinden bir kez daha fazla para kazandığını gösteriyor.Bu yaklaşımın, bu yaklaşımın daha fazla artarak gübre gereksinimini azalttığını gösteriyor.
Illinois ve Avrupa Birliği'nde Miscanthus
Miscanthus × giganteus, çift kesim rejime karşı (eski yaz ve geç sonbahar) geniş çaplı verimler (18-22 Mg/ha) daha düşük sürdürülebilirlik alanında yapılan ve daha iyi devam eden iki çeyrek hasat sistemi ile karşılaştırıldığında, çift-kesinlikle bir çift-kesinlikle birlikte, dört yıl boyunca yapılan bu araştırma için yapılan tek-kesinlikle sonuçlandırma sistemi daha iyi bir şekilde azaltılır.
Dersler Öğrenilen Dersler
Bu vaka çalışmaları, "daha sık"ın her zaman daha iyi olmadığını gösteriyor. Ekstra hasatların çevresel maliyeti biraz daha yüksek yıllık biyokütmelerin faydasını kaplayabiliyor. Çiftçiler ve enerji şirketleri, özel toprak türleri, iklim ve piyasa gereksinimlerine dayanan ticaret-offları değerlendirmeli. şüphe içinde, muhafazakar hasat stratejileri (uzunluk aralıkları, daha yüksek stil, daha sonra zamanlaması) uzun vadeli bir sürdürülebilirlik için daha güvenli bir bahistir.
Politika ve İşbirliğinin Rolü
Araştırma arsalarının ötesinde sürdürülebilir hasat yöntemleri, birçok paydaşdan konserveç eylem gerektirir. Yenilenebilir Yakıt Standardı (RFS) ve Yenilenebilir Enerji Direktifi (RED) Avrupa Birliği'nde biyokütleler talep etmek ancak genellikle düşük maliyetli yöntemlere sahip olan üreticiler için ayrıntılı sürdürülebilirlik kılavuzları gerekir.
ABD Enerji Biyokütle Araştırma ve Geliştirme Kurulu gibi işbirliği girişimleri, federal ajanslar, endüstri ortakları ve üniversiteler verileri paylaşmak ve karar destek araçları geliştirmek için bir araya getiriyor. hassas hasat teknolojileri ve reje yönetimi konusunda eğitim veren programlar, Midwestern U.S., [[Şeytan Üniversitesi Yayınları[Döneticileri değiştir][Döneticileri ve üniversiteler, yüksek çözünürlükte iyileştirmeler için yüzlerce çiftçiye ulaşan "Suennialstainable Harvest" üzerine çalışmalar geliştirdiler.
Finansal teşvikler de önemlidir. Karbon piyasaları ve ekosistem hizmetleri ödemeleri kısa vadede daha kârlı hale getirebilir. Örneğin, USDA'nın Koruma Stewardship Programı (CSP) "biyomlar toprak ve su kalitesini korumak için yeterli geri kazanmaktadır." benzer şekilde, kabul edilen protokollerine uygun olan bazı biyoyakıtlama sözleşmeleri içerir.
Meydanlar ve Gelecek Yollar
Açık faydalara rağmen, sürdürülebilir hasat yüzlerinin yaygın olarak benimsenmesi engeller. Bir bariyer, küçük ve orta ölçekli çiftlikler için maliyete uygun olan özel ekipman eksikliğidir. Birçok biyoenerji eki yetiştiricileri çok amaçlı makinelere yatırım yapan gıda eki çiftçilerdir, ancak mevcut hasatçiler genellikle değişken kalıntıları terk etme veya seçici olarak tekrarlama ve araştırmaların daha hafif, daha akıllı makinelere dayandığı konusunda yetersizdir.
Bir başka meydan okuma, yemleme kalitesi gereksinimlerinin var olmasıdır. Biyoenerji tesisleri, ulaşım ve dönüşüm kolaylığı için üniforma, yüksek hacimli balyalar tercih edebilir. Bu, biyoenerji koruma pahasına bazen, sürdürülebilirlik özelliklerini ödüllendiren tedarik zincirlerinin - "düşük erozyon riski" veya "karbon negatif" gibi - bu dinamikleri değiştirebilir.
İklim değişikliğinin kendisi belirsizlik getirir. Isınma kışları en iyi hasat penceresini değiştirebilir ve daha yoğun yağış olayları, dikkatli bir retori yönetimi ile erozyon risklerini artırabilir. Gerçek zamanlı hava verileri ve mevsim tahminlerini içeren Adaptif yönetim stratejileri giderek daha önemli hale gelecektir. Araştırmacılar iklim projeksiyonlarını, toprağı nezle entegre eden dinamik hasat zamanlama algoritmaları üzerinde çalışıyor ve tarla ölçeğinde en iyi hasat tarihini tavsiye etmek için ekin büyüme modellerini artırabilir.
Sonuç: Biyoenerji için bir yol İleri
Sürdürülebilir hasat, biyolojik enerjiye bir ek olarak değildir - tüm endüstrinin inşa edilmesi gereken temeldir. Küresel yenilenebilir enerjinin önemli bir kısmı için biyokütlelere güvenmek istiyorsak, bu ürünlerin uygulanabilir olmasını sağlamak zorundayız.
Çiftçiler, araştırmacılar, ekipman üreticileri, politika yapıcılar ve enerji şirketleri, her şey oynamak için bir rol sahibi. sürdürülebilir hasat teknolojileri yatırım yaparak, koruma sonuçlarıyla teşvikler birleştirin ve bölgelere bilgi paylaşımı, gerçekten yenilenebilir olan bir biyoenerji sektörü geliştirebiliriz - sadece şu anda değil, pratikte.