Переход на 12% от моногастрального животноводства к производству жвачных может сократить выбросы и увеличить производство сельскохозяйственных культур для 525 миллионов человек.

Nature Food, том 3, страницы 1040–1051 (2022 г.) Процитировать эту статью

11 тысяч доступов

1 Цитаты

231 Альтметрика

Подробности о метриках

Авторская поправка к этой статье была опубликована 11 января 2023 г.

Эта статья была обновлена

Жвачные животные имеют более низкую эффективность использования корма, чем скот с однокамерным желудком, и производят более высокие выбросы реактивного азота и метана, но могут использовать несъедобную для человека биомассу в качестве корма и соломенного сырья. Здесь мы проводим контрфактический анализ, заменяя жвачных животных скотом с однокамерным желудком, чтобы количественно оценить изменения в потерях азота и выбросах парниковых газов во всем мире с точки зрения всего жизненного цикла. Переключение 12% мирового животноводства с однокамерного животноводства на жвачное может сократить выбросы азота на 2% и выбросы парниковых газов на 5% из-за изменений в землепользовании и снижения спроса на пахотные земли для корма для жвачных животных. Продукция высвобожденных пахотных земель могла бы прокормить до 525 миллионов человек во всем мире. Увеличение количества продуктов из жвачных животных, в дополнение к оптимизированному управлению, принесет общую выгоду на сумму 468 миллиардов долларов США за счет снижения негативного воздействия на здоровье человека и экосистемы, а также смягчения воздействия на климат.

В 2010 году выбросы мирового животноводства составили 65 ТгН/год, что составляет одну треть от общего объема антропогенных выбросов реактивного азота (Nr)1. На всю производственную цепочку животноводства приходится примерно 15% глобальных антропогенных выбросов парниковых газов (ПГ), при этом на долю жвачных животных и скота с однокамерным желудком приходится 5,7 и 1,4 PgCO2e выбросов ПГ в год соответственно2. Производство кормов для скота использует примерно две трети общей площади пахотных земель в мире3, и увеличение спроса на белок животного происхождения может ускорить конкуренцию между продовольствием и кормами4.

Эффективность использования кормов у жвачных животных ниже, чем у скота с однокамерным желудком1, что приводит к относительно более высоким выбросам Nr и парниковых газов на единицу производства белка у жвачных животных. Сокращение потребления продуктов из жвачных животных может помочь ограничить воздействие производства мяса на окружающую среду5, однако удовлетворение потребностей в животном белке у скота с однокамерным желудком, особенно у птицы, сопряжено с определенными компромиссами. На зерно приходится около 95% корма на интенсивных птицефабриках, и домашняя птица потребляет сравнительно больше съедобного для человека зерна, чем жвачные6. Напротив, около 60% корма для жвачных представляет собой несъедобную для человека целлюлозу, например, траву, растительные остатки и листья7. Таким образом, жвачные животные могут способствовать максимальному использованию непригодной в противном случае растительной биомассы, обеспечивая продовольственную безопасность и снижая воздействие сельского хозяйства на окружающую среду8,9.

Мы утверждаем, что максимальное использование целлюлозы в качестве корма для скота может снизить нагрузку на производство зерновых кормов, что связано с высокими экологическими издержками и рисками для продовольственной безопасности. Здесь мы проводим контрфактический анализ, заменяя жвачных животных скотом с однокамерным желудком, чтобы количественно оценить изменения в выбросах Nr и парниковых газов в 166 странах, принимая во внимание полный жизненный цикл. Затем мы рассчитали аспекты эффективности производства эквивалентного количества белка и результирующие выбросы Nr и парниковых газов от жвачных животных и скота с однокамерным желудком в разных странах, принимая во внимание местные ограничения. На основе этого глобального анализа мы разработали оптимизированный сценарий производства белка в животноводстве, максимизируя долю жвачных животных для сокращения выбросов Nr и парниковых газов, тем самым увеличивая доступность пахотных земель для производства продуктов питания на основе зерна. Использование жвачных животных для производства продуктов питания с низким уровнем выбросов может гарантировать продовольственную безопасность, уменьшить воздействие на окружающую среду и смягчить последствия изменения климата.

Жвачные животные в основном питаются несъедобной для человека целлюлозой (расширенные данные, рис. 1), хотя их потребность в корме выше (14,8 кг корма на кг жвачного животного), чем у скота с однокамерным желудком (6,3 кг корма на кг моногастрального животного). Для производства животноводства с однокамерным желудком требуется примерно в четыре раза больше пахотных земель, чем для выращивания жвачных животных, для производства эквивалента на единицу белка (рис. 1a,c и расширенные данные, рис. 2 и 3) (8,0 га на тонну белка для скота с однокамерным желудком по сравнению с 1,9 га на тонну белка для животноводства с однокамерным желудком). жвачные). В 2019 году глобальные жвачные животные произвели примерно 7 Тг белка-N. Производство того же уровня белков исключительно скотом с однокамерным желудком привело бы к увеличению потерь азота в окружающую среду на 15% (7 Тг) по всей производственной цепочке. Выбросы аммиака (NH3) в воздух и нитратов (NO3−) в водные объекты при таком сценарии увеличатся на 13% (3 Тг) и 18% (5 Тг) соответственно, а выбросы N2O и NOx снизятся на 14 % (-0,3 Тг) и 17 % (-0,04 Тг) соответственно (рис. 2а,б). Существенный рост связан с производством зерновых кормов для моногастрального скота, что требует увеличения площади пахотных земель и внесения синтетических удобрений.