奶农减少气候影响的简单方法

加州大学默塞德分校的研究人员最近的一项研究表明，即使在乳制品的粪便堆肥过程中添加少量生物炭——一种通过燃烧有机物产生的类似木炭的材料，也能减少 84% 的甲烷排放量。

乳制品行业是加州甲烷的主要来源之一，占该州甲烷排放量的 50%。减少这些排放是州和联邦应对气候变化努力的关键部分。

“这是尚未开发的气候解决方案的一个很好的例子，”生命与环境科学教授 Rebecca Ryals 说。“生物炭减少了生物质露天燃烧产生的污染物排放和腐烂生物质产生的甲烷排放。”

尽管研究人员研究的乳品厂使用厌氧消化器来处理牲畜的排泄物，但乳品厂通常并不具备这种技术。该计划是到 2030 年大多数乳品厂都拥有消化池以实现气候目标，但目前只有一小部分真正拥有它们。

乳牛粪便是该州最大的有机废物来源之一。农民从他们的谷仓中冲洗废物，液体进入大的、没有覆盖的池塘，而固体则堆积起来，四年级研究生布伦丹哈里森解释说，他正在 Ryals 研究农业生态学。有时，农民会盖住池塘以捕获甲烷气体，这些甲烷气体被送入发电机并燃烧产生电力。

“考虑到目前可用的技术，这实际上是减少甲烷排放的一种很好的方法，”哈里森说。“但它遗漏的是所有固体，这是一个问题，因为基本上他们要么将它撒在相邻的田地里只是为了摆脱它，要么将它储存在大土堆里。当你经过一家奶牛场时，你可以看到它们，覆盖着用轮胎压住白色塑料。它们会积聚大量热量，从而自发着火。”

该研究着眼于用生物炭堆肥粪便而不是储存它。机械工程教授 Gerardo Diaz 说，Biochar 还改进了堆肥肥料，使其成为农民在土地其他部分使用的更好的肥料。

“我们正在研究如何减少排放，同时也在研究如何为社区提供一些好处，尤其是服务不足的社区，”迪亚兹说。“我们研究了开发一种移动装置的可能性，我们可以把它带到不同的地点来处理那里的一些材料。”

该研究表明，小农户可以在自己的农场使用改良肥料来提高产量，或将其出售给其他需要的人。

由 Diaz 领导的研究团队与 Philip Verwey Dairy 以及 Golden State Carbon, LLC 等工业合作伙伴合作，并使用了当地的生物质。

“由于从 2025 年开始禁止露天燃烧，因此迫切需要对这种生物质做些什么，”迪亚兹说。创建生物炭的过程涉及封闭燃烧。

包括 Diaz、Ryals 和 Teamrat Ghezzehei、Asmeret Asefaw Berhe、YangQuan Chen 和 Catherine Keske 教授在内的研究人员从不同角度审视了该项目，包括排放、生命周期分析、此类工作的经济可行性以及它如何影响土壤。

生物炭——原住民在他们自己的耕作实践中使用的生物炭——在土壤中的停留时间往往比其他类型的化合物长得多，但寿命取决于土壤生态系统如何作用于生物炭，包括许多不同的微生物住在那里。Ryals 解释说，该生态系统决定了碳在土壤中保留的时间。

这项研究的最终结果是生物炭有益于奶农和气候，迪亚兹表示，进一步的研究将着眼于不同类型的生物炭与奶牛粪便共同堆肥，以激励奶农采用这项技术。

“对固体粪便进行堆肥并不是常见的做法，但如果我们从储存到堆肥，现在我们已经从碳源变成了碳汇，”Ryals 说。“堆肥本身是一种非常有利于气候的做法。你基本上可以通过在堆肥中添加一点生物炭来使你的影响加倍。”

这项工作发表在《环境科学与技术》杂志上。