За углеродным следом
В ноябре 2023 года экспертный совет минобрнауки России утвердил программу первого российского аграрного карбонового полигона «Агро Инженерия». Его оператором стал Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королёва. Вокруг него объединился консорциум из ведущих вузов региона и профильных институтов Российской академии наук, который поддержали индустриальные партнеры. Мультидисциплинарные исследования в Самарской области велись с 2021 года, в инициативном порядке. Они получили поддержку государства. Сегодня уже можно говорить о первых научных и практических результатах экспериментов, которые помогут обеспечить технологический суверенитет России и устойчивое развитие нашей экономики.
Повсеместное сокращение углеродных выбросов, декарбонизация - в настоящее время это один из ключевых трендов экономической политики развитых стран, да и всего мира. Ученые работают над методиками количественной оценки углеродного следа при производстве продукции, измеряют эмиссию и поглощение углерода различными экосистемами. Для этого открываются специальные исследовательские площадки - карбоновые полигоны.
В развитых странах обсуждают планы достижения углеродной нейтральности и введения углеродного налога на «грязную» продукцию. Нашей стране необходим собственный рынок углеродных квот. А для их разработки нужна сеть карбоновых полигонов, охватывающих все экосистемы РФ. Первый российский карбоновый полигон аграрной направленности создан и действует в Самарской области. Для этого нашим ученым и аграриям пришлось пройти непростой, тернистый путь.
В сельском хозяйстве декарбонизация идет рука об руку с парадигмой почвозащитного и ресурсосберегающего земледелия (ПРЗ), которое часто называют углеродным земледелием. Самарская область давно стала одним из ведущих центров исследований по этой тематике. Амбассадор идеи сохранения и приумножения плодородия почв - Людмила Орлова, президент Национального движения сберегающего земледелия (НДСЗ), создатель и первый директор самарского завода сельхозмашин «Евротехника». За десятилетие экспериментов с новыми технологиями в растениеводстве на базе аграрно-инновационного центра «Орловка»- АИЦ сложилась команда партнеров-единомышленников. В Самару на ежегодную научно-практическую конференцию «Климат, плодородие почв, агротехнологии» съезжаются аграрии со всей России, здесь обмениваются результатами исследований российские и зарубежные ученые, контактируют представители власти и бизнеса.
Поэтому когда в феврале 2021 года минобрнауки России запустило проект «Карбоновые полигоны Российской Федерации», именно Самарская область была полностью готова к его созданию по аграрному направлению. И хотя в семь регионов пилотного проекта наша область не попала, в том же 2021-м аграрный карбоновый полигон у нас был создан в инициативном порядке.
В 2021-2023 годах исследования финансировались за счет средств опытного хозяйства «Орловка»- АИЦ и одного из индустриальных партнеров - Объединенной компании «УралХим». Формируя научную программу, исследователи опирались на протоколы Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО).
Вокруг самарского карбонового полигона сформировался мощный научный консорциум, в котором каждый участник вносит свой вклад в общее дело. Основная площадка для исследований - 4629 га полей опытного хозяйства «Орловка»- АИЦ в селе Старый Аманак, где внедрены технологии «нулевой обработки почвы». Здесь работают специалисты Национального движения по сберегающему земледелию, в исследованиях также участвуют ученые-почвоведы ведущих научных центров России, академических институтов.
Вторая площадка полигона - опытные поля Самарского государственного аграрного университета (СамГАУ) площадью 156,8 га в Кинельском районе, где представлены самые разнообразные виды почв и агрофонов. Здесь процессы выделения и поглощения углерода изучает группа под руководством декана агрономического факультета Натальи Троц. В Самарском государственном медицинском университете (СамГМУ) идут исследования микробиома почв, которые возглавил профессор кафедры общей и клинической микробиологии, иммунологии и аллергологии Артем Лямин.
Цели, задачи, результаты
Перед командой карбонового полигона «Агро Инженерия» стоят две глобальные цели. Первая - изучить углеродный баланс, найти наиболее эффективные методы секвестрации углерода в почве и снижения углеродного следа продукции. Вторая цель - взяв за основу технологии ПРЗ, научиться эффективно управлять углеродным циклом и фотосинтезом при помощи биологических методов. В этих целях завершается создание инфраструктуры полигона. Идет отработка методов дистанционного мониторинга эмиссии и стока парниковых газов. Изучается влияние на выбросы этих газов различных видов удобрений, определяются оптимальные нормы их внесения. Полученные данные лягут в основу математической модели, позволяющей адекватно оценивать динамику выбросов парниковых газов в условиях Приволжского федерального округа, а затем эту модель адаптируют и для других видов аграрных почв России. Этот задел позволит разработать прототип национального MRV-протокола по измерению, мониторингу и верификации изменений запасов почвенного углерода с возможностью расчета углеродных кредитов для их продажи на углеродном рынке.
Параллельно идет изучение микробиома почвы и его углеродного актива, вырабатываются стандарты микробиологических исследований почв.
«Мы делаем углубленные микробиологические анализы, такие как культуромные и метагеномные анализы почвы. Нам нужно учиться работать с микробиомом - пока это белое пятно как в мире, так и в России. Но за этим - будущее», - говорит Людмила Орлова.
Объединение на одном полигоне тематики почвозащитного ресурсосберегающего земледелия с изучением углеродного баланса дает синергический эффект. С одной стороны, мы видим реальное продвижение к созданию российского рынка углеродных единиц и к оценке углеродного следа в продукции. С другой стороны, отрабатываются технологии повышения плодородия почв, предотвращающие их деградацию, ветровую эрозию, опустынивание, повышающие урожайность и качество сельхозпродукции.
Уже получены ценные практические результаты от внедрения разработок самими участниками проекта. Верификация данных об эмиссии и секвестрации почвенного органического углерода, которые собирались на площадке опытного хозяйства «Орловка АИЦ» за период с 1 января 2019 года по 31 декабря 2023 года, позволили зарегистрировать и внести в официальный реестр реализованный климатический проект. И теперь в «копилке» хозяйства почти 41 тыс. углеродных единиц. Притом, что сегодня углеродная единица оценивается в среднем от 700 до 1000 рублей.
Министр поддержал идею
В первый день 2024 учебного года в Самарском университете им. Королёва проект аграрного карбонового полигона «Агро Инженерия» представили министру науки и высшего образования Российской Федерации Валерию Фалькову. Вместе с Губернатором Самарской области Вячеславом Федорищевым он ознакомился с ключевыми университетами региона - участниками программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» и федерального проекта «Передовые инженерные школы».
Также Валерию Фалькову продемонстрировали беспилотные летательные аппараты с уникальным портативным гиперспектральным оборудованием. И беспилотники, и гиперспектрометры разработаны в Самарском университете им. Королёва.
Людмила Орлова рассказала о разработке сертифицированных методик расчета углеродного следа, дающих возможность сформировать российский рынок углеродных единиц и выйти на уже действующие мировые углеродные рынки. Как член экспертного совета при минобрнауки РФ по вопросам научного обеспечения развития технологий контроля углеродного баланса она предложила сделать самарский аграрный карбоновый полигон «Агро Инженерия» частью общего проекта России со странами БРИКС. Министр поддержал эту идею.
«Будем рассматривать. Отдельно хочу поблагодарить вас за мультидисциплинарность, объединившую несколько университетов, потому что эта задача давно вышла за рамки только экологии или только сельского хсозяйства. Здесь и экономика, и инженерия, и биология, и почвоведение, и международные отношения», - резюмировал Валерий Фальков. Впрочем, работы впереди еще очень много. Официальная программа исследований полигона, включающая пять масштабных экспериментов, расписана до конца 2026 года.
