Первое значение, которое нам нужно для анализа данных, - это выбросы в результате производства. «Производство» включает в себя все этапы, необходимые для производства зеленого кофе, готового к экспорту, включая выращивание, переработку и помол. В течение следующих нескольких lesson мы сравним несколько различных источников данных и определим основной вклад в выбросы на этом этапе, начиная с выращивания кофе.
Удобрения
Гранулированное удобрение
На ферме основной вклад, с точки зрения углеродного следа, - это удобрения. Согласно исследованию Killian et al., Проведенному в Коста-Рике, на него приходится около 94% углеродного следа на этом этапе производства кофе (Б. Киллиан и др., 2013 г.). Напротив, сжигание ископаемого топлива составляет только около 3% выбросов на ферме, в основном при транспортировке вишни на мокрый завод.
Некоторые выбросы парниковых газов (ПГ) при использовании удобрений происходят от производства химических удобрений, но удобрения являются основным источником выбросов даже на органических фермах. Это связано с тем, что азот в удобрениях, которые добавляются в почву и не усваиваются растениями, превращается в N2О, мощный парниковый газ, вызываемый бактериями в почве.
Органические фермы не используют химические удобрения, но могут использовать навоз или отходы кофейной пульпы в качестве удобрений, которые могут выделять большое количество азота.2О в почве. Таким образом, органически выращенный кофе может снизить выбросы, производимые удобрениями, но не устранит их полностью.
Исследование, сравнивающее различные системы органического и традиционного земледелия в Никарагуа и Коста-Рике, показало, что выбор между традиционным или органическим сельским хозяйством оказал существенное влияние на выбросы парниковых газов (MRA Noponen et al., 2012 г.). Однако в обеих системах количество используемых удобрений оказало большое влияние на выбросы. Фактически, наиболее интенсивные органические системы производили больше выбросов, чем умеренно интенсивное традиционное сельское хозяйство. Авторы подсчитали, что традиционное земледелие выбрасывает 0,26–0,67 кг CO.2-экв. на килограмм свежей вишни, в то время как органические системы высвободили 0,12–0,52 кг.
Значительное количество N2O также выделяется в результате обрезки. При обрезке кофейных или затененных деревьев остатки обрезки обычно остаются на месте, чтобы они разложились и вернули свои питательные вещества в почву. При этом они выделяют значительное количество азота.2O - достаточно, чтобы компенсировать от 7% до 42% углеродного следа фермы, согласно Noponen et al. (2012).
Важность N2O к углеродному следу выращивания кофе предполагает, что как на традиционных, так и на органических фермах эффективное использование азота было бы эффективным способом для фермеров сократить выбросы и сэкономить деньги. Если фермеры применяют удобрения только тогда, когда они нужны растениям, тогда растение будет поглощать больше, оставляя меньше для разложения в почве и образования азота.2O. К сожалению, стандартные методы анализа жизненного цикла (LCA) не включают способ расчета эффективности использования азота, и мало исследований посвящено тому, как фермеры, выращивающие кофе, могут наиболее разумно использовать удобрения.
Даже если выбор органического выращивания не устраняет выбросы от удобрений, он все же может значительно снизить их. Noponen et al. обнаружили, что 45–50% углеродного следа традиционного сельского хозяйства возникло в результате производства удобрений. Отдельная оценка жизненного цикла, проведенная на двух фермах в Танзании, показала, что на производство и транспортировку агрохимикатов приходится 79% углеродного следа зеленого кофе и 44% углеродного следа чашки кофе (PCF Pilotprojekt Deutschland, 2008 г.). Другое исследование ферм робусты во Вьетнаме показало, что на удобрения приходится 85% выбросов на обычной ферме по сравнению с 68% для органических систем (LTK Trinh et al., 2019).
Также важно, какое удобрение используется в органической системе. Птичий помет создает гораздо более высокие выбросы, чем компост - и почти столько же, сколько химические удобрения - из-за количества азота.2O выпущен (Л.Д. Вера-Асеведо и др., 2016). Когда компост используется в качестве органического удобрения, большая часть выбросов происходит от производства компоста, а не от его внесения. В этом случае улучшенные системы компоста, такие как биореакторы, могут снизить общие выбросы от производства до 38%, согласно исследованию органических ферм в Никарагуа (E Rahn et al., 2012).
Урожайность и использование удобрений
Эти исследования показывают, что переход на органические системы или менее интенсивное земледелие может снизить выбросы от выращивания кофе. Однако Noponen et al. (2012) предупреждают, что, поскольку органические системы менее продуктивны, переход на органическое земледелие может привести к тому, что для выращивания кофе потребуется больше земли. Если земли, переданные под производство кофе, ранее были лесами или пастбищами, изменение землепользования привело бы к дополнительным выбросам, которые не включаются в эти расчеты.
Также важно отметить, что менее интенсивное земледелие не всегда означает менее эффективное использование ресурсов. Исследование 116 кофейных ферм в Мексике, Гватемале, Никарагуа, Сальвадоре и Колумбии показало, что выбросы, связанные с удобрениями, от низкоурожайных ферм сильно варьируются, что предполагает, что более эффективное использование удобрений на этих фермах может повысить урожайность и урожайность. уменьшить углеродный след на килограмм кофе (H van Rikxoort et al., 2014 г.). «Наши данные показывают, что удобрения часто терялись на фермах из нашей выборки, потому что они применялись в системах, производительность которых была ограничена другими факторами, такими как свет, вода или возраст и состояние кофейных растений», - пишут авторы.
В исследовании мелких фермеров в Кении (JJ Maina et al., 2015), фермы с самой низкой урожайностью производили самые высокие выбросы на килограмм кофе, даже несмотря на то, что они использовали меньше удобрений. Средние выбросы в этом исследовании варьировались от 3,24 кг CO.2-экв. на килограмм зеленого кофе для самых низкоурожайных хозяйств, до 0,3 CO2-экв для наиболее урожайных хозяйств. Фактически, некоторые из высокопродуктивных хозяйств были настолько эффективны в производстве биомассы, что фактически улавливали углерод. Мы вернемся к важности связывания углерода в Уроке 2.03.