Stubbbränning:associerade risker och möjliga nygenerationsalternativ

Den indiska gröna revolutionen från slutet av 1960-talet fram till 1970-talet syftade till att stärka spannmålsproduktionen, särskilt i de norra delstaterna Punjab, Haryana och Uttar Pradesh. Bönder började snart anta moderna jordbruksmetoder, såsom frön med hög avkastning (HYV), bekämpningsmedel, gödningsmedel, traktorer, skördetröskor och bevattningsanläggningar.

Med jordbruk i stor skala i dessa regioner visade sig mekaniseringen av jordbruket vara en välsignelse, vilket resulterade i en dramatisk ökning av jordbrukets produktivitet och ekonomisk utveckling under de följande decennierna. Gårdsmekaniseringen säkerställde också att bönderna kunde skörda stora landområden inom det korta treveckorsfönstret.

En av de främsta nackdelarna med mekaniserat jordbruk som bönderna nu hade att brottas med var stubbhantering.

Vad är stubbbränning?

Stubbbränning uppstod som en billig, snabb och effektiv metod för att rensa bort enorma volymer ris- och vetestubb som mekaniserad skörd lämnar efter sig. Denna rest är upp till två fot högre, jämfört med mindre än 6 tum efter manuell skörd, och tar ungefär en och en halv månad att sönderdela.

Dessutom tvingar statliga lagar i Punjab och Haryana bönder att skjuta upp sådd och transplantation av plantor med en månad, från mitten av maj till mitten av juni, för att skydda den snabbt krympande grundvattennivån i regionen. Den försenade sådden försenar följaktligen skörden, vilket ger bönderna otillräcklig tid för att röja marken och förbereda jordbädden för nästa gröda, vete.

Dessutom är rester från paddy (exklusive basmati-sorten) olämpliga som djurfoder eftersom den är svårare att tugga, har hög kiselhalt och har ett lågt värmevärde än andra skörderester. Därför tar bönder till strategisk bränning av halmstubb. Det är också effektivt för att ta bort skadedjur, ogräs (särskilt herbicidresistenta sorter) och växtsjukdomar från den senaste skördecykeln.

Associerade risker för stubbbränning

Här är några av de farligaste konsekvenserna av stubbbränning:

• Föroreningar: Det första och främsta angående resultatet av denna teknik är att den bidrar till luftföroreningar avsevärt. Det förorenar inte bara luften med skadliga gaser som kolmonoxid (CO), koldioxid (CO₂ ), svaveloxider (SO_x ), kväveoxider (NO_x ), metan (CH₄ ), och flyktiga organiska föreningar (VOC) men ökar också förekomsten av partiklar (PM₁₀ och PM_2.5 ) i luft. Utöver de befintliga utsläppen från fordon och industri, uppstår mellan 20 % och 70 % av Delhis dis och luftföroreningar på grund av stubbbränning i grannstaterna under oktober och november varje år. Forskare har också kopplat föroreningar till smältningen av Himalayas glaciärer.

Cropins satellitbildsdata kombinerat med geospatial teknologi hjälper till att identifiera grödor, landgränser, området under odling och ger detaljerade grödor

Prata med oss ​​idag!

• Markinfertilitet: Stubbbränning tar bort de väsentliga kväve-, fosfor- och kaliumnäringsämnena (NPK) och andra mikronäringsämnen, vilket påverkar jordens organiska kvalitet och långsiktiga produktivitet. Dessutom minskar det avsevärt löslighetskapaciteten för dess övre skikt. Denna förbränningsprocess lämnar efter sig aska som försämrar dess näringsvärde och torkar den också.

• Termisk instabilitet: Att bränna en enorm mängd stubb på en gång resulterar i accelererad värmepenetrering i jorden, vilket höjer marktemperaturen till cirka 42 °C. Följaktligen leder det till förlust av fukt och termisk instabilitet, vilket gör det svårt för de efterföljande grödorna att växa. Det dödar också markmikroorganismer som finns på ett djup av 2,5 cm, vilket är avgörande för markens bördighet.

• Kolförluster :Brinnande stubb frigör också cirka 80 % av kolkomponenten som atmosfärisk koldioxid. Även om denna kolutsläpp ofta bara är något mer jämfört med återstodens naturliga nedbrytning, är den omedelbar.

Covid-19-pandemin har hotat hela världen socialt, ekonomiskt och, viktigast av allt, hälsomässigt. Med tanke på att andningsförhållanden är en av de samsjukligheter som leder till covid-19-relaterad dödlighet, kan försämrad luftkvalitet göra covid-19-pandemin dödligare för de områden som drabbats av stubbbränning.

Övas stubbbränning fortfarande?

Flera länder har regler för stubbbränning. Medan Storbritannien och Kina förbjuder denna praxis och Europeiska unionen avråder från den som en del av den gemensamma jordbrukspolitiken, reglerar vissa nordvästra stater i USA praxis. I Australien är det dock tillåtet och rekommenderat under vissa omständigheter, även om de flesta bönder föredrar stubbbränning.

I de norra indo-gangetiska slätterna i Indien, trots att flera miljöproblem tagits upp och delstatsregeringar har lagt ett förbud mot och till och med kriminaliserat bruket, praktiseras stubbbränning fortfarande i slutet av säsongerna i Kharif och Rabi av olika anledningar. I tropiska länder som Indien gynnar inte klimatförhållandena bönderna hela tiden. För att odla grödor, särskilt under vintrar, får bönderna mycket korta intervaller för att slutföra hela processen. Ibland hindrar oförutsedda väderförhållanden, som regn eller extrem kyla, såprocessen.

Vissa grödor tenderar att minska jordens bördighet. Därför blir det nödvändigt att ta bort resterna ur jorden. Därför är tekniker som stubbbränning praktiska för att eliminera tidigare skörderester snabbare och minska kvävebindningen.

Bästa och säkraste alternativen till stubbbränning

Nedan ges några alternativa metoder för stubbbränning för att förhindra föroreningar och andra hälsorisker. Ändå är dessa alternativ inte vanliga. Jordbrukare ådrar sig ofta extra kostnader, eller så är den utrustning som krävs för dessa metoder inte lätt tillgänglig. Anpassade uthyrningscenter är också ovilliga att köpa maskinerna eftersom de kommer att förbli oanvända under större delen av året, förutom de 15 dagarna en eller två gånger om året.

Behandling på plats av stubb: In-situ hantering av skörderester är en av de bästa teknikerna för bevarande av ekosystem. Det hjälper till att bli av med skörderester och håller näringsämnena i jorden intakta.

• Lycklig såmaskin:Det är en traktormonterad planteringsmaskin utan jord för hantering på plats av risstubb. Den kan skära och lyfta rishalm och så vete direkt i jorden utan förberedelse av såbädden. Den avsätter sedan halmresterna över det odlade området som kompost, vilket tillför ett välbehövligt organiskt värde till jorden. Maskinen minskar kostnaden, tiden och ansträngningen som krävs för att göra denna process manuellt. Även om delstatsregeringarna tillhandahåller dessa maskiner till ett subventionerat värde, har flera bönder rapporterat om brist på utrustning under de senaste åren.

• Pusa bionedbrytare:Det är en lågkostnadslösning för mikrobiell bioenzym som omvandlar skörderester till gödsel, enligt uppgift på 15-20 dagar. En eller två dagar efter applicering av lösningen kommer bönderna att bearbeta och vattna fälten, vilket kommer att utlösa en accelererad nedbrytning av resterna.

Några av de andra jordbruksmaskiner som hjälper till att hantera skörderester på plats är:

• Rotavator, för markberedning och för att införliva skörderester i jorden
• Zero-till såmaskin för markberedning och direkt sådd av frön i föregående grödas stubb
• Balpress, för att samla upp och komprimera rester till kompakta balar
• Paddy halmhackare-cum-spridare, för att klippa risstubb och sprida den runt åkern
• Reaper bindemedel, för att skörda paddy stubb och göra till buntar

Ex-situ hantering av skörderester :Ex-situ eller "off-site" konservering och behandling av skörderester är också effektivt. Det eliminerar överblivna grödor från marken från dess naturliga livsmiljö. Dessutom är denna process mycket mer miljövänlig än stubbbränning.

• Omvandla halm till biokol:Biokol är träkol som genereras genom pyrolys av biomassa i frånvaro av syre. Biomassa inkluderar organiskt material från jordbruks- och skogsbruksavfall och är en grön, förnybar källa till kol. Att producera biokol från biomassa frigör energi med nästan inget svavel och obetydliga mängder kväve. Skörderester är rikligt tillgängliga och innehåller hög kolhalt. Att använda dem för att producera biokol hjälper därför till att binda stora mängder kol i en stabil form varje år och följaktligen minska de negativa effekterna på miljön. Biokol är också anmärkningsvärt för sitt potentiella värde för att förbättra jordkvaliteten.

• Alternativ användning för risstubb:Andra innovativa men ändå kommersiella tillämpningar för skörderester inkluderar att återanvända den för att tillverka produkter som papper och förpackningsmaterial, behandla den som en alternativ bränslekälla för att generera energi i cement, socker- eller oljefabriker, och omvandla det till en massa för tillverkning av hållbara serviser.

• 2G Etanol från jordbruksavfall:Det finns en växande efterfrågan på förnybara bränslen för att ersätta fossilbaserade. Noterbart är att spannmålsgrödor bara lagrar hälften av den energi de fångar upp i den skördbara spannmålen, vilket erbjuder betydande potential att utvinna energi från skörderester. Att tillverka andra generationens (2G) bioetanol från lignocellulosabaserad biomassa kommer att stödja det dubbla målet att förhindra stubbbränning och ersätta fossila bränslen med ett renare, förnybart alternativ.

Ändra beskärningsmönster: Bortsett från in-situ och ex-situ-behandlingar är ett effektivt alternativ för denna process att förändra växtodlingsmönstret. Frukt, grönsaker eller andra grödor med låg resthalt som inte är vattenintensiva är också utmärkta substitut för vete och ris.

Genetiskt modifierade grödor är också fördelaktiga för jordbrukare. Till exempel har rissorter med kortare varaktighet, som Pusa Basmati-1509 och PR-126, en frön-till-frö-mognad på cirka 120–125 dagar. De tillåter bönder att skörda under den tredje veckan i september, vilket vidgar fönstret tills vetesäsongen börjar. Den främsta nackdelen med att producera basmati, grönsaker, frukt, baljväxter eller andra grödor är att regeringen inte listar dessa under det MSP-baserade upphandlingssystemet. Det berövar därför jordbrukarna en säker inkomst.

Bedöma miljöpåverkan av stubbbränning och riskreducering med hjälp av fjärranalys

Betydande framsteg inom fjärranalysapplikationer ger en storskalig lösning för att kartlägga och övervaka ris- och veteodlingsområden och stubbbränningsmönster i regionen. Cropin bedriver omfattande forskning för att använda fjärranalysbaserade lösningar för riskreducering i samband med förbränning av skörderester och generera statistik som statliga organ kan använda för att effektivisera politiken. Initiativet syftar också till att leverera databaserade insikter som framväxande företag kan dra nytta av i sin process att mobilisera skördestubben, och därigenom minska risken för miljöskador.

Cropins geospatiala AI/ML-ramverk förbrukar satellitbilder i nästan realtid och genererar olika fjärranalysindex från multispektrala band över visuella till termiska för att undersöka miljöpåverkan av förbränning av skörderester. ML-modeller hjälper till att analysera Rice-Wheat-systemet (RWS) som bönder följer över den 630 miljoner hektar stora sträckan av Indo-Gangetic Plain. Dessa data kommer att fungera som en referens för att övervaka förbränningsaktiviteten för skörderester på fält.

SmartRisks fjärranalysbaserade gröddetektering kommer att belysa mönstren för sådd av grödor och grödor i RWS för de olika byarna. VIIRS-data (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) från NASA tillhandahåller aktiv brandkartläggning kompletterad med olika andra fjärravkänningsindex, såsom brännareaindex (BAI) och Normalized Burning Ratio (NBR), härledda från termiska och kortvågiga infraröda band. Tillsammans påskyndar de identifieringen av stubbbränning, både aktuell och historisk. Den historiska informationen, när den integreras med såmönster, odlingsstadier och vädersäsongsparametrar, bidrar till att utforma sannolikhetsmodellen som förutser stubbbränningsområdena.

Dessutom gör satellitbaserad övervakning av giftiga gaser och partiklar i atmosfären (kolmonoxid, kvävedioxid och partiklar) det möjligt för oss att härleda ett föroreningsindex för regionen.

Sammanfattningsvis övervakar Cropins plattform fjärranalysdata i nästan realtid och analyserar statistik på olika nivåer av administrativa gränser för att möjliggöra intelligent, datadrivet beslutsfattande. Det skulle ge de berörda enheterna möjlighet att vidta hållbara begränsningsåtgärder samtidigt som det stöder bönder att öka sina intäkter och bevara sin jordbruksproduktivitet och markens bördighet också.

Det finns flera möjliga resultat av denna strävan.

• Entiteter kan märka byar baserat på sannolikheten och intensiteten av deras bidrag till föroreningar och planera lämpliga åtgärder för riskreducering med prioritet.
• Regeringar kan implementera program för medvetenhet om policyer, subventioner och andra åtgärder för att minska förbränningen av skörderester. De kan också stödja inrättandet av projekt och självhjälpsgrupper (SHG) som skaffar skördestubben för alternativ användning.
• Privata företag och petroleumbolag som är involverade i 2G-bioetanolproduktion kan använda dessa insikter för att identifiera ris- och veteodlingsområden veckor i förväg och planera för anskaffning av skördestubb på ett effektivt sätt.
• Likaså kan företag som skaffar skördestubb för andra ändamål, som nämnts ovan, använda Cropins plattform för att övervaka grödans stadie och få kontakt med bönder direkt under skördeperioden.

Cropin Intelligence Platform for Cropin Intelligence Platform for Cropin Rest Burning Impact Assessment

Med den snabba industrialiseringen och urbaniseringen har den globala uppvärmningen och klimatförändringarna redan blivit kritiska frågor. I en sådan situation är stubbbränning en farlig praxis som kan ta en enorm vägtull på hela ekosystemet. Därför är det verkligen dags att uppmana till ett fullständigt förbud mot sådana förbränningsrutiner och välja grönare alternativ.

Framtiden är vår att förändra. Samarbeta med oss ​​för att säkerställa en hälsosammare värld för morgondagen.

Utforska jordbruksinnovation med Cropin