Welkom bij Moderne landbouw !
home

Stobbelbranden:bijbehorende risico's en mogelijke nieuwe generatie alternatieven

De Indiase Groene Revolutie van de late jaren zestig tot de jaren zeventig had tot doel de productie van voedselgranen te versterken, vooral in de noordelijke staten Punjab, Haryana en Uttar Pradesh. Boeren begonnen al snel moderne landbouwmethoden toe te passen, zoals hoogproductieve variëteiten (HYV) zaden, pesticiden, meststoffen, tractoren, maaidorsers en irrigatiefaciliteiten.

Omdat de landbouw in deze regio's op grote schaal werd beoefend, bleek landbouwmechanisatie een zegen te zijn, wat resulteerde in een dramatische toename van de landbouwproductiviteit en economische ontwikkeling in de decennia die volgden. De mechanisatie van de boerderij zorgde er ook voor dat boeren binnen de korte periode van drie weken grote stukken land konden oogsten.

Een van de belangrijkste nadelen van gemechaniseerde landbouw waarmee boeren nu te kampen hadden, was stoppelbeheer.

Wat is brandende stoppels?

Het verbranden van stoppels kwam naar voren als een goedkope, snelle en efficiënte methode om enorme hoeveelheden padie- en tarwestoppels op te ruimen die de gemechaniseerde oogst achterliet. Dit residu is tot 60 cm groter, vergeleken met minder dan 15 cm na handmatige oogst, en het duurt ongeveer anderhalve maand om te ontbinden.

Bovendien verplichten de staatswetten in Punjab en Haryana boeren om het zaaien in de kwekerij en het verplanten van padie met een maand uit te stellen, van half mei tot half juni, om het snel krimpende grondwaterpeil in de regio te beschermen. Het vertraagde zaaien vertraagt ​​bijgevolg de oogst, waardoor boeren onvoldoende tijd hebben om het land vrij te maken en het bodembed voor te bereiden op de volgende oogst, tarwe.

Bovendien zijn residu's van padie (exclusief de basmati-variëteit) ongeschikt als veevoer omdat het moeilijker te kauwen is, een hoog silicagehalte heeft en een lage calorische waarde heeft dan andere gewasresten. Daarom nemen boeren hun toevlucht tot het strategisch verbranden van strostoppels. Het is ook effectief om plagen, onkruid (met name herbicide-resistente soorten) en gewasziekten uit de laatste gewascyclus te verwijderen.

Geassocieerde risico's van stoppelverbranding

Hier zijn enkele van de gevaarlijkste gevolgen van stoppelverbranding:

  • Vervuiling: Het belangrijkste wat het resultaat van deze techniek betreft, is dat deze aanzienlijk bijdraagt ​​aan luchtvervuiling. Het vervuilt niet alleen de lucht met schadelijke gassen zoals koolmonoxide (CO), kooldioxide (CO2 ), zwaveloxiden (SOx ), stikstofoxiden (NOx ), methaan (CH4 ), en vluchtige organische stoffen (VOS), maar verhoogt ook de aanwezigheid van fijnstof (PM10 en PM2.5 ) in de lucht. Naast de bestaande uitstoot van voertuigen en industrie, ontstaat ergens tussen de 20% en 70% van Delhi's nevel- en luchtvervuilingsproblemen als gevolg van stoppelverbranding in naburige staten in oktober en november van elk jaar. Wetenschappers hebben vervuiling ook in verband gebracht met het smelten van de Himalaya-gletsjers.

Cropin's satellietbeeldgegevens in combinatie met geospatiale technologie helpen bij het identificeren van gewassen, landgrenzen, het bebouwde gebied en bieden gedetailleerde gewasinzichten

Praat vandaag nog met ons!

  • Onvruchtbaarheid van de bodem: Stoppelverbranding verwijdert de essentiële voedingsstoffen voor stikstof, fosfor en kalium (NPK) en andere micronutriënten, die de organische kwaliteit van de bodem en de productiviteit op de lange termijn beïnvloeden. Bovendien vermindert het de oplosbaarheid van de bovenste lagen aanzienlijk. Dit verbrandingsproces laat as achter die de voedingswaarde verslechtert en droogt het ook uit.
  • Thermische instabiliteit: Het verbranden van een enorme hoeveelheid stoppels in één keer resulteert in een versnelde warmte-penetratie in de bodem, waardoor de bodemtemperatuur stijgt tot ongeveer 42 °C. Als gevolg hiervan leidt het tot vochtverlies en thermische instabiliteit, waardoor de volgende gewassen moeilijk kunnen groeien. Het doodt ook bodemmicro-organismen die aanwezig zijn op een diepte van 2,5 cm, die essentieel zijn voor de bodemvruchtbaarheid.
  • Koolstofverliezen :Bij het verbranden van stoppels komt ook ongeveer 80% van de koolstofcomponent vrij als atmosferisch koolstofdioxide. Hoewel deze koolstofafgifte vaak maar iets meer is in vergelijking met de natuurlijke afbraak van het residu, is deze onmiddellijk.

De COVID-19-pandemie heeft de hele wereld op sociaal, economisch en vooral gezondheidsgebied bedreigd. Aangezien ademhalingsaandoeningen een van de comorbiditeiten zijn die leiden tot COVID-19-gerelateerde sterfte, kan een verslechterende luchtkwaliteit de COVID-19-pandemie dodelijker maken voor die gebieden die worden getroffen door stoppelverbranding.

Wordt het verbranden van stoppels nog steeds beoefend?

Verschillende landen hebben voorschriften voor het verbranden van stoppels. Terwijl het Verenigd Koninkrijk en China de praktijk verbieden en de Europese Unie het ontmoedigt als onderdeel van het gemeenschappelijk landbouwbeleid, reguleren sommige noordwestelijke staten in de Verenigde Staten de praktijk. In Australië is het echter toegestaan ​​en aanbevolen voor bepaalde omstandigheden, hoewel de meeste boeren de voorkeur geven aan het verbranden van stoppels.

In de noordelijke Indo-Gangetische vlaktes van India wordt, ondanks het feit dat er verschillende milieuproblemen zijn geuit en regeringen van de deelstaten een verbod op en zelfs criminalisering van de praktijk, het verbranden van stoppels nog steeds beoefend aan het einde van de seizoenen in Kharif en Rabi om verschillende redenen. In tropische landen als India zijn de klimaatomstandigheden niet altijd gunstig voor de boeren. Om gewassen te verbouwen, vooral tijdens de winter, krijgen boeren zeer korte tussenpozen om het hele proces te voltooien. Soms belemmeren onvoorziene weersomstandigheden, zoals regen of extreme kou, het zaaiproces.

Sommige gewassen hebben de neiging om de vruchtbaarheid van het land te verminderen. Daarom wordt het noodzakelijk om het residu uit de grond te halen. Daarom zijn technieken zoals stoppelverbranding praktisch om de eerdere gewasresten sneller te verwijderen en de stikstofbinding te verminderen.

Beste en veiligste alternatieven voor het verbranden van stoppels

Hieronder vindt u een aantal alternatieve methoden voor het verbranden van stoppels om vervuiling en andere gezondheidsrisico's te voorkomen. Toch zijn deze alternatieven nog niet gangbaar. Boeren maken vaak extra kosten, of de apparatuur die nodig is voor deze praktijken is niet direct beschikbaar. Aangepaste verhuurcentra zijn ook terughoudend om de machines te kopen, aangezien deze het grootste deel van het jaar ongebruikt zullen blijven, behalve de 15 dagen een of twee keer per jaar.

In-situ behandeling van stoppels: In-situ beheer van gewasresten is een van de beste technieken voor het behoud van ecosystemen. Het helpt de gewasresten kwijt te raken, waardoor de voedingsstoffen van de bodem intact blijven.

  • Happy zaaimachine:het is een op een tractor gemonteerde zaaimachine voor het in-situ beheer van padiestoppels. Het kan rijststro snijden en optillen en tarwe direct in de grond zaaien zonder voorafgaande zaaibedbereiding. Het deponeert de stroresten vervolgens als mulch over het gecultiveerde gebied en voegt de broodnodige organische waarde toe aan de aarde. De machine vermindert de kosten, tijd en moeite die nodig zijn om dit proces handmatig uit te voeren. Hoewel de deelstaatregeringen deze machines tegen een gesubsidieerde waarde leveren, hebben verschillende boeren de afgelopen jaren een tekort aan apparatuur gemeld.
  • Pusa bio-decomposer:het is een goedkope microbiële bio-enzymoplossing die oogstresten omzet in mest, naar verluidt in 15-20 dagen. Een dag of twee na het aanbrengen van de oplossing zullen boeren de velden bebouwen en bewateren, wat de versnelde afbraak van het residu zal veroorzaken.

Enkele van de andere landbouwmachines die helpen bij het in-situ beheren van gewasresten zijn:

  • Rotavator, voor landbewerking en om gewasresten in de bodem op te nemen
  • Zero-till zaaimachine voor landbewerking en direct zaaien in de stoppels van het vorige gewas
  • Balenpers, om resten te verzamelen en samen te persen tot compacte balen
  • Paddystro-hakselaar-cum-strooier, om padiestoppels te maaien en over het veld te verspreiden
  • Reaper binder, om padiestoppels te oogsten en in bundels te maken

Ex-situ beheer van gewasresten :Ex-situ of "off-site" conservering en behandeling van gewasresten is ook effectief. Het elimineert de overgebleven gewassen van het land uit zijn natuurlijke habitat. Bovendien is dit proces veel milieuvriendelijker dan het verbranden van stoppels.

  • Stro omzetten in biochar:Biochar is houtskool die wordt gegenereerd door pyrolyse van biomassa in afwezigheid van zuurstof. Biomassa omvat organisch materiaal uit land- en bosbouwafval en is een groene, hernieuwbare bron van koolstof. Door biochar te produceren uit biomassa komt energie vrij met bijna geen zwavel en onbeduidende hoeveelheden stikstof. Gewasresten zijn ruim voorhanden en bevatten een hoog koolstofgehalte. Daarom helpt het gebruik ervan om biochar te produceren elk jaar grote hoeveelheden koolstof in een stabiele vorm vast te leggen en bijgevolg de nadelige effecten op het milieu te verminderen. Biochar staat ook bekend om zijn potentiële waarde om de bodemkwaliteit te verbeteren.
  • Alternatief gebruik voor padiestoppels:Andere innovatieve maar commerciële toepassingen voor gewasresten zijn onder meer het hergebruiken ervan om producten zoals papier en verpakkingsmateriaal te maken, het te behandelen als een alternatieve brandstofbron om energie op te wekken in cement, suiker- of oliefabrieken en om te zetten in pulp voor de productie van duurzaam serviesgoed.
  • 2G Ethanol uit landbouwafval:er is een groeiende vraag naar hernieuwbare brandstoffen ter vervanging van fossiele brandstoffen. Met name graangewassen slaan slechts de helft van de energie die ze opvangen op in het oogstbare graan, wat een aanzienlijk potentieel biedt om energie uit de gewasresten te halen. De productie van bio-ethanol van de tweede generatie (2G) uit lignocellulose-biomassa zal de dubbele doelstelling ondersteunen:het voorkomen van stoppelverbranding en het vervangen van fossiele brandstoffen door een schoner, hernieuwbaar alternatief.

Bijsnijdpatroon wijzigen: Naast in-situ en ex-situ behandelingen is een effectief alternatief voor dit proces het veranderen van het teeltpatroon. Fruit, groenten of andere gewassen met een laag residu die ook niet waterintensief zijn, zijn uitstekende vervangers voor tarwe en padie.

Genetisch gemodificeerde gewasvariëteiten zijn ook gunstig voor boeren. Padievariëteiten met een kortere looptijd, zoals Pusa Basmati-1509 en PR-126, hebben bijvoorbeeld een zaad-tot-zaadrijpheid van ongeveer 120-125 dagen. Ze laten boeren in de derde week van september zelf oogsten, waardoor het venster wordt verbreed tot het begin van het tarweseizoen. Het belangrijkste nadeel van het produceren van basmati, groenten, fruit, peulvruchten of andere gewassen is dat de overheid deze niet opsomt onder het MSP-gebaseerde inkoopsysteem. Het berooft boeren dus van een verzekerd inkomen.

Beoordeling van de milieu-impact van stoppelverbranding en risicobeperking met behulp van teledetectie

Aanzienlijke vooruitgang in teledetectietoepassingen biedt een grootschalige oplossing om rijst- en tarweteeltgebieden en stoppelverbrandingspatronen in de regio in kaart te brengen en te volgen. Cropin doet uitgebreid onderzoek naar het gebruik van op teledetectie gebaseerde oplossingen voor risicobeperking in verband met het verbranden van gewasresten en het genereren van statistieken die overheidsinstanties kunnen gebruiken om het beleid te stroomlijnen. Het initiatief is ook gericht op het leveren van op gegevens gebaseerde inzichten waar opkomende bedrijven van kunnen profiteren bij het mobiliseren van de gewasstoppels, waardoor het risico op milieuschade wordt verminderd.

Het geospatiale AI/ML-framework van Cropin verbruikt bijna realtime satellietbeelden en genereert verschillende remote sensing-indices van multispectrale banden van visueel tot thermisch om de milieu-impact van het verbranden van gewasresten te onderzoeken. ML-modellen helpen bij het analyseren van het Rice-Wheat-systeem (RWS) dat boeren volgen over het 630 miljoen hectare grote stuk van de Indo-Gangetic Plain. Deze gegevens zullen dienen als referentie om de verbranding van gewasresten op velden te monitoren.

SmartRisk's op teledetectie gebaseerde gewasdetectie zal de zaaipatronen en gewasstadia van de RWS voor de verschillende dorpen benadrukken. De VIIRS-gegevens (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) van NASA bieden actieve vuurkartering aangevuld met verschillende andere remote sensing-indices, zoals de Burning Area Index (BAI) en Normalized Burning Ratio (NBR), afgeleid van thermische en kortegolf-infraroodbanden. Samen versnellen ze de identificatie van stoppelverbranding, zowel actueel als historisch. De historische informatie, wanneer geïntegreerd met zaaipatronen, gewasstadia en weersseizoensgebonden parameters, draagt ​​bij aan het ontwerpen van het waarschijnlijkheidsmodel dat de stoppelverbrandingsgebieden voorspelt.

Verder stelt de satellietgebaseerde monitoring van giftige gassen en deeltjes in de atmosfeer (koolmonoxide, stikstofdioxide en fijnstof) ons in staat om een ​​vervuilingsindex voor de regio af te leiden.

Kortom, het platform van Cropin bewaakt bijna-realtime teledetectiegegevens en analyseert statistieken op verschillende niveaus van administratieve grenzen om intelligente, gegevensgestuurde besluitvorming mogelijk te maken. Het zou de betrokken entiteiten in staat stellen duurzame mitigerende maatregelen te nemen en tegelijkertijd boeren ondersteunen om hun inkomsten te verhogen en ook hun landbouwproductiviteit en landvruchtbaarheid te behouden.

Er zijn verschillende mogelijke uitkomsten van dit streven.

  • Entiteiten kunnen dorpen taggen op basis van de waarschijnlijkheid en intensiteit van hun bijdrage aan de vervuiling, en met prioriteit passende maatregelen plannen voor risicobeperking.
  • Overheden kunnen bewustmakingsprogramma's implementeren voor beleid, subsidies en andere maatregelen om de verbranding van gewasresten te verminderen. Ze kunnen ook de oprichting van projecten en zelfhulpgroepen (SHG's) ondersteunen die de gewasstoppels voor ander gebruik aanschaffen.
  • Privé-ondernemingen en petroleummaatschappijen die betrokken zijn bij de productie van 2G-bio-ethanol kunnen deze inzichten gebruiken om weken van tevoren rijst- en tarweteeltgebieden te identificeren en de inkoop van gewasstoppels efficiënt te plannen.
  • Evenzo kunnen bedrijven die oogststoppels voor ander gebruik inkopen, zoals hierboven vermeld, het platform van Cropin gebruiken om het gewasstadium te volgen en rechtstreeks in contact te komen met boeren tijdens de oogstperiode.

Cropin Intelligence Platform voor effectbeoordeling gewasrestenverbranding

Met de snelle industrialisatie en verstedelijking zijn de opwarming van de aarde en de klimaatverandering al kritische problemen geworden. In een dergelijke situatie is het verbranden van stoppels een gevaarlijke praktijk die een enorme tol kan eisen van het hele ecosysteem. Daarom is het zeker tijd om te pleiten voor een volledig verbod op dergelijke verbrandingspraktijken en voor groenere alternatieven te kiezen.

De toekomst is aan ons om te veranderen. Werk met ons samen om een ​​gezondere wereld voor morgen te garanderen.

Ontdek agro-innovatie met Cropin


Landbouwtechnologie
Moderne landbouw

Moderne landbouw