Zemědělství a uhlíková bilance (stopa)

Považujeme za velmi užitečné sdělit několik zajímavých informací na téma dnes velmi aktuální otázky bilancování uhlíku - C (uhlíkové stopy) ve velmi specifickém odvětví, jako je zemědělství. V zěmědělství (a lesnictví) je základem biologického a výrobního cyklu fotosyntéza (fotosyntetická asimilace - tj. složitý biochemický proces), při které se mění přijatá energie světelného záření na energii chemických vazeb. Produktem fotosyntézy jsou organické sacharidy, které se tvoří z jednoduchých anorganických látek - oxidu uhličitého (CO₂ - rostliny přijímají z ovzduší) a vody (H₂O - rostliny přijímají převážně z půdy). Současně s organickými sacharidy je produktem fotosyntézy i kyslík(O₂).

Rovnice fotosyntézy: světelná energie + 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6 H₂O

Fotosyntézou vzniklá glukóza slouží rostlinám jako zásobárna energie a dále se může zabudovávat do rostlinných pletiv ve formě polysacharidů (např. celulóza).

Opakem fotosyntézy je disimilace. Tedy proces přeměny látek (například sacharidů) na látky jednodušší za uvolnění energie. Aby rostlina energii získala, musí glukózou, vzniklou v procesu fotosyntézy, oxidovat zpět na oxid uhličitý a vodu.

Rovnice disimilace: C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + energie

Rostliny, ale i živočichové včetně člověka, při disimilaci (dýchání) produkují oxid uhličitý CO₂. Je to přirozený proces živých organismů.

Dějiny života na Zemi jsou v podstatě dějinami fotosyntézy a disimilace tj. dějinami přeměny CO₂ + O₂ + H₂O

(Obrázek převzatý z Agronomy Journal - 2020 - Frankelius - A proposal to rethink agriculture in the climate calculations)

Obsah oxidu uhličitého a kyslíku v průběhu vývoje Země

Oxid uhličitý

Graf č. 1 (Berner 1990) - relativní změny CO₂ na Zemi za posledních 550 milionů let

Graf č. 1 ukazuje relativní změny kysličníku uhličitého na Zemi za posledních 550 milionů let, tedy od kambria. Čárkovaná čárka dole je dnešní hodnota koncentrace CO₂ v atmosféře (=1). Je vidět, že v kambriu byla koncentrace CO₂ zhruba 20násobek toho, co je dnes. Naopak v karbonu a v permu byla koncentrace CO₂ menší, než je dnes. Optimální koncentrace CO₂ pro růst rostlin je zhruba na 4-5násobku dnešní úrovně. Jinými slovy - rostliny dnes trpí hladem z důvodů nízké koncentrace CO₂. (více k problematice ZDE)

Oxid uhličitý je běžnou součástí zemské atmosféry, přičemž jeho koncentrace (průměrně 0,040 % v roce 2013) v ovzduší kolísá v závislosti na místních podmínkách, na výšce nad povrchem a relativní vlhkosti vzduchu v ovzduší. V půdě je ho celkem 2× více než v atmosféře  a v oceánu zhruba 50× více než v atmosféře.

Kyslík a ozon

Graf č. 2 - Procentní obsah kyslíku v atmosféře před miliony let.

S rozvojem života - rozšíření zelených řas v oceánech, nastal proces změny složení atmosféry. Příčinnou nárůstu kyslíku ale mohla být vulkanická činnost a až důsledkem rozšíření organismů. Během fotosyntézy se také začal do atmosféry uvolňovat kyslík. Ovšem k nárůstu kyslíku došlo spíše postupně. Začala také růst koncentrace ozonu a tím došlo k snižování dopadajícího UV záření. Nyní kyslík dosahuje hodnoty okolo 21 %.

Tab. č. 1  - Současné složení suchého vzduchu při povrchu Země

V tabulce stojí za povšimnutí skutečnost, že argon označovaný jako vzácný plyn, je ve vzduch obsažen 23x více než CO₂. A metanu, který je označován jako skleníkový plyn, je v amosféře dokoce téměr 5500x méně než vzácného plynu argonu!

Bilance uhlíku

Bilance uhlíku - je hodnocení, které se zaměřuje na množství emisí uhlíku (známé také jako uhlíková stopa) v různých hospodářských oblastech

Záporná uhlíková bilance znamená, že daný systém nebo subjekt produkuje více uhlíku, než kolik absorbuje nebo kompenzuje.

Kladná uhlíková bilance znamená, že daný systém nebo subjekt pohlcuje více uhlíku, než kolik produkuje.

Uhlíková neutralita, znamená dosažení rovnováhy mezi emisemi uhlíku a jejich pohlcováním z atmosféry do takzvaných propadů (úložišť uhlíku).

Krátce v bodech:

1. Uhlíková bilance - Ve světě, obzvláště pak v EU, je velmi aktuální hodnocení (podniků, výrobků) dle emisí uhlíku – uhlíková stopa. Kdo či co uvolňuje do ovzduší více C,než zachytává C- ten či to(více či méně) otepluje klima. Kdo má neutrální bilanci C je v pořádku-je uhlíkově neutrální. Kdo zachytává více C z ovzduší než do něj  C uvolňuje-ten snižuje koncentraci C v ovzduší a ochlazuje klima. Podrobněji viz odkaz: Wikipedie - Uhlíková stopa  (offline snímek Wikipedie ze dne 13.2.2024)

2. Uhlíková bilance v zemědělství dle IPCC - Uhlíková bilance (kredit, stopa) je počítána dle různých metod (podrobněji viz odkaz v bodě 1). Velmi rozšířená je metodika dle IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change,Mezivládní panel pro klimatické změny). Dle této metodiky zemědělství odpovídá za 24 % globálních emisí (dle IPCC jsou skot a přežvýkavci nežádoucí, půdu je správné neobdělávat)

3. Uhlíková bilance v zemědělství dle skutečnosti - Metodika IPCC uhlíkové bilance pro zemědělství je ale chybná a nepřesná, neboť počítá bilanci uhlíku bez započtení uhlíku zachyceného z ovzduší zemědělskými plodinami při fotosyntéze. Na tento problém již v roce 2020 upozornil švédský vědec Peer Frankelius (článek v PDF - A proposal to rething agriculture in the climate calculations - Agronomy Journal - červen 2020). Online odkaz viz zde: A proposal to rethink agriculture in the climate calculations (offline snímek odkazu ze dne 13.2.2024)
   Navíc metodika IPCC dále nezohledňuje uhlík trvale vnesený zemědělci do půdy (hnůj, sláma, kejda, komposty kořeny rostlin atp.)

4. Racionální zemědělství poutá více uhlíku, než ho produkuje - Veškeré výpočty uhlíkové bilance (stopy) pro zemědělské výrobky ať už rostlinného či živočišného původu bez započtení vlivů uvedených v bodě 3 jsou nesprávné. Racionální zemědělství produkuje co nejvíce organické hmoty z 1ha (tj. sušiny výrobků - tedy uhlíku, při fotosyntéze zachytává uhlík z ovzduší) a také ji částečně co nejvíce zpětně cyklicky vnáší do půdy (ve formě sušiny organických hnojiv - tedy uhlíku čímž zvyšuje půdní úrodnost). Celá bilance uhlíku zemědělského podniku či zemědělského produktu je poměrně snadno vypočitatelná, předvídatelná a u racionálně vedených podniků a výrob má většinově kladnou uhlíkovou bilanci (tj. více uhlíku zachytí z ovzduší a vnese do půdy, než kolik emisí uhlíku uvolní do ovzduší).
   
   Pozn.: jak je to u lesů se lze dočíst na tomto odkazu
    
5. Návrat ke kořenům? - Odmítněme proto (zdánlivě) altruistické nabídky externích zachránců naší uhlíkové stopy v zemědělství, pomozme si nejlépe sami, za základ si vezměme vlastní odborné, metodické a vědecké znalosti a dovednosti, zejména však našich předchůdců. Čeští vědci fenomenálně předběhli dnešní dobu svými poznatky o stěžejní roli uhlíku, bilancování uhlíku, trvalém cyklickém vnášení uhlíku do půdy nejen v zemědělství. Stalo se tak již před několika desetiletími (prof. Karel Kudrna, 1924-2014, ČZU Praha), takže by mělo být na čem stavět.

Závěrem můžeme na základě výše uvedených skutečností důrazně konstatovat následující. Racionálně hospodařící zemědělci by měli vznášet své zcela oprávněné požadavky na odměnu za jejich práci při eliminaci vlivů emisí uhlíku na klima planety Země namísto toho, aby zcela nesmyslně platili nemalé poplatky (uhlíkové daně) za údajnou produkci uhlíku. Bilance uhlíku v zemědělství je ve skutečnosti kladná, nikoliv záporná!

Ing. Miloslav Klas, CSc.

Zdroje a odkazy:

1. Wikipedie - Uhlíková stopa
2. Per Frankelius, A proposal to rethink agriculture in the climate calculations, Published online: 12 June 2020
3. Petr Čermák, prezentace: Lesy a lesnictví České republiky v období globální klimatické změny, 28.2.2020
4. Karel Kudrna (1979), Zemědělské soustavy, SZN
5. Klima na Zemi a sluneční aktivita (30.11. 2016)