Самая дорогая в мире нива: Самые-самые на вторичном рынке — журнал За рулем

Как производится кукуруза?

Для получения хорошего урожая кукуруза требует большего количества питательных веществ из удобрений, навоза или других почвенных добавок по сравнению с другими культурами, чтобы предотвратить истощение почвы.Бобовые, такие как горох, фасоль, соя, клевер и люцерна, способны «фиксировать» азот из воздуха и преобразовывать его в форму, поглощаемую растением. Кукуруза, выращиваемая как отдельная культура, может увеличить риск эрозии почвы. Кукуруза, выращиваемая в севообороте с фасолью (часто с соей), зерновыми культурами или сеном, улучшает плодородие и структуру почвы, уменьшает количество удобрений, уменьшает распространение сорняков, а также нарушает циклы болезней и вредителей. В этом разделе рассматриваются модели посадки, которые были наиболее распространенными в 2011 году.

По данным сельскохозяйственной переписи 2011 года, 5,0% от общей площади кукурузы на посевные площади под зерновые были зарегистрированы производителями, которые указали кукурузу на зерно как свою единственную полевую культуру. Наиболее распространенной структурой посевов ^Note7 была «кукуруза на зерно-соя-пшеница». Почти 20% всей кукурузы на посевные площади зерновых было зарегистрировано производителями, выращивавшими эти три культуры. Второй по распространенности моделью возделывания культур была «кукуруза на зерно — соя». Производители, которые сообщили об этих двух полевых культурах, составили 17.9% всей кукурузы на посевные площади. Третьей наиболее распространенной структурой возделывания была кукуруза на зерно-сено-соя-пшеница, о которой сообщили производители, которые засеяли 6,2% всей кукурузы на посевные площади. В целом, 95,0% всей кукурузы на зерно и 97,9% кукурузы на силосную посевную площадь было выращено в севообороте с сеном или другой полевой культурой, такой как зерновые или бобовые.

Быть или не быть органическим

Производство органических продуктов сертифицировано сертифицирующими органами, аккредитованными Канадским агентством по надзору за пищевыми продуктами. Согласно новым правилам ^Note8 , производители могут быть либо «сертифицированными органическими», либо «переходными». Производители с переходной экономикой — это те, кто находился в процессе проведения трехлетнего процесса сертификации всех или части своих операций как органические во время сельскохозяйственной переписи 2011 года.В 2011 году сертифицированные органические предприятия составляли 1,8% всех ферм Канады. Доля кукурузы для производителей зерна была немного ниже среднего показателя по стране и составляла 1,1% от всех хозяйств, представивших кукурузу на зерно. На их долю приходилось 0,8% всей посевной площади кукурузы (таблица 7). Преобладание генетически модифицированной кукурузы несколько снизило вероятность того, что производители будут искать органическую сертификацию. В провинции Онтарио, крупнейшей провинции по выращиванию кукурузы, 71,3% от общей площади кукурузы было засеяно генетически модифицированной кукурузой.В Квебеке 73,8% кукурузы на зерно было генетически модифицировано. ^{Примечание9}

Что касается сладкой кукурузы, то 6,5% хозяйств сообщили, что они сертифицированы как органические. На их долю приходилось 1,7% посевных площадей сахарной кукурузы. Сильный потребительский спрос, вероятно, побудил больше производителей сладкой кукурузы предлагать органические продукты.

Как это мило!

Фирменное блюдо лета BBQs — свежая кукуруза в початках, но этот продукт не всегда был таким сочным и сладким лакомством, как сегодня. Ген, ответственный за высокий уровень сахара, можно проследить до генетической мутации в зерновой кукурузе, происходящей из U.С. в середине 1700-х гг. До этого свежая кукуруза была более крахмалистой и менее сладкой. Однако генетическая мутация имела недостатки, поскольку она снижала сохраняемость зерна кукурузы и затрудняла прорастание почвы в более холодных регионах. Но со временем в результате дальнейшей селекции были получены сорта кукурузы с более высоким уровнем сахара (, то есть , сорта с повышенным содержанием сахара и суперсладкие сорта), при этом поддерживая эти уровни сахара с течением времени. Кроме того, производители начали сажать сладкую кукурузу в черную пластиковую мульчу, чтобы помочь ей быстрее созреть, тем самым увеличив продолжительность вегетационного периода.В результате этих разработок свежая сладкая кукуруза превратилась из местного продукта — , т. Е. , собираемого и потребляемого в один день — в продукт, который транспортировали на большие расстояния без порчи. Эта эволюция внесла бы значительный вклад в увеличение импорта свежей сладкой кукурузы (Диаграмма 5).

Описание диаграммы 5

Сладкая кукуруза употребляется не только в початках. С 1971 года потребление свежей кукурузы увеличилось более чем вдвое и составило 0.79 килограммов на душу населения в 2011 году. За тот же период потребление консервированной кукурузы снизилось с 1,83 килограмма до 0,79 килограмма на душу населения. Потребление замороженной кукурузы увеличилось с 0,28 кг до 0,41 кг на человека (График 7).

Хотя кукурузу часто называют сладкой кукурузой в початках, она является важным ингредиентом многих продуктов. Например, в любой день человек может съесть хлопья для завтрака из кукурузных хлопьев, использовать кукурузный сироп для выпечки торта и полакомиться кукурузным хлебом или кукурузными лепешками на ужин.В 2011 году канадцы потребляли в среднем 0,52 кг кукурузной муки и шрота (диаграмма 6). Кукуруза также потребляется косвенно, поскольку кукуруза используется для кормления скота, который обеспечивает мясо, молоко и яйца, покупаемые в продуктовых магазинах. Почти половина всего внутреннего потребления шла на корм скоту. ^Note10

Описание диаграммы 6

Будущее кукурузы

Кукуруза — одна из традиционных культур Канады. Сначала он был выращен фермерами коренных народов, затем европейскими поселенцами, а сегодня — фермерами по всей стране.История этого урожая продолжает разворачиваться. Прежде всего, урожайность кукурузы значительно выросла с развитием сельскохозяйственных методов, развитием гибридных сортов и новыми достижениями в области биотехнологии, которая передает ген от одного организма к другому (, например, , технологии с использованием рекомбинантной ДНК ). Универсальность этой культуры в сочетании с достижениями ученых-растениеводов в области селекции делают ее популярным товаром для кормов, животноводства и промышленности.Таким образом, будущее кукурузы кажется сладким, и с продолжающимися исследованиями и разработками кажется, что небо — или, скорее, поля фермы — это предел.

Начало текстового поля

Кукуруза: мастер на все руки

Кукурузное зерно используется в пищу людям, животным и в качестве сырья для промышленных товаров. Различные методы обработки позволяют получать самые разные кукурузные продукты. Например,

• Цельные зерна кукурузы, предназначенные для кормления скота, измельчены или «растрескиваются».’
• Напротив, кукуруза, предназначенная для употребления в пищу, постепенно измельчается до мелкого порошка для получения кукурузной крупы, мамалыги, кукурузной муки и кукурузной муки.
• Маса, кукурузная мука, используемая для лепешек, производится при варке цельных зерен кукурузы в щелочном водном растворе, чтобы сделать кукурузу более питательной. Этот процесс превращает белок ниацин в форму, которая может быть усвоена организмом, и позволяет избежать болезни бери-бери — состояния, от которого страдали первые западные поселенцы в Америке.

В то время как некоторые продукты изготавливаются из цельного зерна кукурузы, в других продуктах используется только один компонент цельного зерна, как показано в следующей таблице. В частности, ядро ​​можно разделить на четыре компонента: отруби, глютен, крахмал и зародыши. Благодаря специальной обработке отдельные части ядра могут быть отделены и использованы в различных товарах. Например, хлопья из кукурузных хлопьев получают путем пропускания верхушки кукурузного ядра с высоким содержанием крахмала через ролики, которые сглаживают и растягивают его, после чего его обжаривают.

Кукурузный крахмал, составляющий основную часть ядра, используется как для потребления человеком, так и в промышленных целях, в том числе в качестве загустителя, гелеобразователя и связующего агента для различных продуктов, включая пудинги и начинки для пирогов, клей для обоев, аспирин, мел, гипсокартонные панели и биоразлагаемые пластмассы.

Его можно использовать для производства ряда подсластителей, включая кукурузный сироп (или глюкозу) в качестве заменителя белого сахара, производимого из сахарного тростника или сахарной свеклы. Сироп содержится в различных пищевых продуктах, поскольку он удерживает влагу, предотвращает кристаллизацию, придает текстуру и может служить в качестве загустителя в пищевых продуктах. Его способность удерживать влагу не позволяет хлебу, хлебобулочным изделиям и кондитерским изделиям, таким как зефир, стать несвежим, а также его можно найти в леденцах, леденцах и замороженных десертах.

Кукуруза также используется для производства растительного масла, в частности кукурузного масла, и в дальнейшем может быть преобразована в маргарин и другие пищевые масла. Масло происходит из зародыша кукурузного зерна. Глютен является основным белком кукурузы и может быть преобразован в продукт, который используется в кормах для мясного и молочного скота, птицы и свиней.

Конец текстового поля

Банкноты

1. Зерновая кукуруза выращивается для производства зерен кукурузы, которые измельчаются для производства продуктов питания для людей и животных, а также используются в качестве промышленного сырья.
2. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций
3. Статистическое управление Канады, таблица CANSIM 002-0001
4. Кукуруза на силос убирается как цельное растение (, т. Е. , початок, зерно, стебель и листья), когда она еще зеленая, и используется в качестве корма для жвачных животных, а именно молочного и мясного скота, овец, а также свиней и птица. Как правило, собранный растительный материал измельчается и хранится в безвоздушных вертикальных силосах, бункерных силосах или обернутых тюках.Растительный материал сохраняется в процессе бактериальной ферментации, в результате которой образуется молочная кислота. Интересен тот факт, что молочная кислота также используется в качестве консерванта в продуктах питания человека и отвечает за характерный вкус различных продуктов, таких как йогурт, хлеб на закваске, квашеная капуста, некоторые соленые огурцы и кимчи.
5. Сладкая кукуруза имеет высокое содержание сахара и известна потребителям как кукуруза в початках, консервированная кукуруза и замороженная кукуруза.
6. Статистическое управление Канады, таблица CANSIM 001-0010
7. Было сделано предположение, что если производители сообщили о более чем одной полевой культуре, они должны выращивать их в севообороте, учитывая все преимущества, которые может дать севооборот.
8. В 2009 году в Канаде вступили в силу правила об органических продуктах , которые требуют обязательной сертификации в соответствии с пересмотренными канадскими стандартами органической продукции, чтобы считать сельскохозяйственную продукцию органической.
9. Статистическое управление Канады, Исследование полевых культур, данные доступны по запросу. Генетически модифицированные семена не могут соответствовать стандартам органического производства.
10. Статистическое управление Канады, таблица CANSIM 001-0042

Растущая проблема сельского хозяйства — Центр общественной добропорядочности

Об этой серии

Эта история является частью серии статей Центра общественной честности, Grist and The World о том, как чрезмерное использование удобрений вредит климату и подвергает опасности население.

Но эта сельскохозяйственная алхимия имеет свои последствия. В кукурузном поясе Америки и во всем мире часть удобрений, вносимых на поля, выходит из почвы в новых формах, которые загрязняют и нагревают планету.

Некоторые из этих соединений попадают в атмосферу в виде мощных парниковых газов, концентрация которых в настоящее время самая высокая за последние 800 000 лет, что способствует разжиганию климатических проблем, таких как наводнение, перевернувшее жизни фермеров прошлой весной.

Другие побочные продукты удобрений загрязняют колодцы, особенно в сельскохозяйственных районах, где U.Геологическая служба сообщает, что уровень здоровья каждого пятого человека превышает федеральные нормы. Эти загрязнители также смываются в ручьи, реки и озера, где они становятся тем, что Агентство по охране окружающей среды США называет «одной из самых распространенных, дорогостоящих и сложных экологических проблем Америки».

Этот поток загрязнений питает цветение водорослей, которое было настолько токсичным в озере Эри в 2014 году, что официальные лица в Толедо, штат Огайо, предупредили примерно 500 000 клиентов, чтобы они не пили и не контактировали с городской водопроводной водой в течение трех дней.Питательные вещества текут на расстояние более тысячи миль из сельскохозяйственных штатов в Мексиканский залив, где они питают водную мертвую зону, которая летом 2017 года выросла до размеров Нью-Джерси.

По словам исследователей, глубокое сокращение стока и выбросов азота имеет решающее значение как для сдерживания растущих опасностей, связанных с загрязнением воды, так и для предотвращения самых катастрофических последствий повышения глобальной температуры.

И хотя это меньшая экологическая опасность, чем углерод, ученые говорят, что удобрения — недооцененная и растущая угроза, которую сложнее решить.

«Мы не производим СО2 специально, — сказал Джеймс Гэллоуэй, ученый-эколог из Университета Вирджинии. «Этот азот необходим для выращивания пищи, и чем больше людей будет и чем выше они поедают пищевую цепочку, тем больше азота вам нужно».

Уровень использования азотными удобрениями фермерами в США более чем в 40 раз выше, чем он был три четверти века назад, что намного превышает рост населения. Проблемы ожидались несколько десятилетий назад.Но в США законодательные и регулирующие органы в одинаковой степени избегают прямого столкновения с проблемой.

🡅 Послушайте радиопередачу на эту тему из журнала The World.

Научные консультанты EPA рекомендовали контроль азота с первых лет существования агентства, но безуспешно. Фактически, сельское хозяйство в значительной степени уклоняется от федерального надзора за окружающей средой, который возлагается на другие загрязняющие секторы. Индустрия стоимостью 133 миллиарда долларов в значительной степени является регулирующей обязанностью государственных органов, которые предпочитают рекомендации и добровольное сотрудничество правилам и принудительному соблюдению.

Фермеры, агропредприятия и группы, представляющие их интересы, говорят, что образование и сотрудничество на государственном уровне — лучший способ управлять разнообразной и жизненно важной отраслью, которая борется с иногда серьезными финансовыми проблемами. Критики, в том числе исследователи, местные официальные лица и активисты, говорят, что эта договоренность означает, что использование удобрений не подвергалось проверке со стороны окружающей среды, здоровья и безопасности, применяемой к другим химическим соединениям.

Исследование, проведенное Центром общественной честности, Grist and The World, показало, что, когда государства действительно пытаются регулировать фермы и сокращать загрязнение, связанное с удобрениями, правила часто нарушаются или смягчаются из-за противодействия промышленности и политического давления.

В Огайо, например, комиссия агентства в 2018 году уступила требованиям отрасли и сорвала усилия по установлению мер контроля, направленных на сокращение стока, подпитывающего периодическое цветение водорослей в озере Эри. В Висконсине, другом штате, который борется с загрязнением нитратами, продолжающиеся усилия губернатора по введению ограничений на использование навоза и удобрений были замедлены республиканскими законодателями и громким сопротивлением фермерских групп.

«Правительства в значительной степени вовлечены в промышленность», — сказал Тимоти Уайз, писатель и старший научный сотрудник Института глобального развития и окружающей среды Университета Тафтса.«И фермеры становятся все более зависимыми от этих [удобрений] ресурсов».

«Великий вызов»

После месяцев зимнего снега и весеннего дождя река Миссисипи вышла из берегов недалеко от Давенпорта, штат Айова. После прорыва временной дамбы в конце апреля рекордные паводковые воды поглотили два городских квартала за шесть минут.

Наводнение в апреле 2019 года в Давенпорте, штат Айова. (Видео с QC Drone)

«Внезапно это было похоже на зону боевых действий», — сказал Дэн Буш, владеющий тремя барами в центре города, в которых работает около 50 человек.По словам Буша, когда вода вторглась в заболоченные переулки и припаркованные автомобили, небо заполнилось вертолетами, дронами и птицами, рыщущими в поисках сухого места, на котором можно было бы присесть.

Наводнение остановило полквартала от прутьев Буша. Но он и другие владельцы бизнеса избежали прямого ущерба от наводнения, пострадавшего от засухи клиентов из-за закрытия улиц, строительства и восстановления центра города.

«Теперь мы видим, что люди просто не продлевают договор аренды или не выезжают раньше срока, потому что они просто не могут его пустить», — сказал он.

Наводнение возле Давенпорта произошло в самые дождливые 12 месяцев в истории Айовы. Весенние наводнения убили трех человек по всему Среднему Западу. Потери в Айове, от тысяч поврежденных домов до серьезных экономических потерь для ферм и других предприятий, могут превысить 1,6 миллиарда долларов.

Некоторые части штата с сильнейшим дождем и сильнейшим наводнением незадолго до этого пострадали от засухи — голодомора, который исследователи называют признаком изменения климата.

Все большее число ученых считают, что более эффективное управление сельскохозяйственными угодьями является ключом к необходимому глубокому сокращению выбросов иных, чем CO2, газов, которые способствуют нагреванию планеты.Национальная инженерная академия в 2008 году определила управление азотом как одну из «больших проблем», стоящих перед миром.

Азот — это строительный материал для биологической жизни на Земле. Это самый распространенный элемент в атмосфере, но большинство растений не могут использовать его, если он не соединен с углеродом, водородом или кислородом. Природа, в основном за счет молний и бактерий, обеспечивает лишь определенное количество «реактивного» азота. Удобрение — это обходной путь.

«Люди производят в четыре-пять раз больше химически активного азота, чем естественные земные процессы», — сказал Галлоуэй, ученый из Университета Вирджинии. «А в глобальном масштабе он просто не подавал никаких признаков остановки».

Резкое расширение использования удобрений в прошлом веке способствовало увеличению выбросов пахотных земель, которые являются крупнейшим источником искусственной закиси азота во всем мире. Мировые уровни закиси азота увеличились на 55% с доиндустриального периода до настоящего времени.

Новое исследование предполагает, что эти выбросы увеличились с 2009 года, возможно, из-за комплексного воздействия слишком большого количества азота, и, вероятно, быстрее, чем это прогнозировалось моделями, используемыми Межправительственной группой экспертов Организации Объединенных Наций по изменению климата.

Хотя его уровни все еще намного ниже, чем у двух других агентов потепления климата, CO2 и метана, ученые говорят, что закись азота особенно опасна. Это обычный парниковый газ с длительным сроком жизни в атмосфере — более 100 лет — который также разрушает озоновый слой.

Но использование удобрений на фермах не соответствует большинству федеральных экологических норм, которые применяются к другим отраслям, загрязняющим окружающую среду. Краеугольные экологические законы, такие как Закон о чистом воздухе и Закон о чистой воде, были написаны в то время, когда главной задачей было управление загрязнением от промышленных предприятий с помощью дымовых труб и выхлопных труб, а не соевых бобов и хвостов.

Почти полвека назад Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций признала, что интенсивное использование удобрений представляет опасность для окружающей среды и здоровья населения.Примерно в то же время природоохранные органы США признали, что сельское хозяйство является основным источником загрязнения химическим азотом, который необходимо регулировать.

«Похоже, что все известные тенденции можно контролировать и держать под контролем, если сейчас будут предприняты соответствующие шаги», — писал Научный консультативный совет EPA в 1973 году.

«Похоже, что все известные тенденции можно контролировать и держать под контролем, если сейчас будут предприняты соответствующие шаги».

Научно-консультативный совет Агентства по охране окружающей среды в 1973 г.

Но было сделано несколько шагов — тогда или в последующие десятилетия.И это несмотря на то, что правление EPA продолжало предлагать информацию и советы, от структуры, которую агентство могло использовать для регулирования, до выводов о том, что сельское хозяйство выбрасывает почти вдвое больше химически активного азота, чем ископаемое топливо и другие промышленные источники вместе взятые.

Удобрения также способствуют другим формам загрязнения воздуха, как прямо, так и косвенно.

Большинство азотных удобрений производится с использованием природного газа в качестве химического сырья и источника топлива. Природный газ — это в первую очередь метан, мощный парниковый газ.Производители азотных удобрений в США сообщили о выбросе 220 тонн их в 2016 году, по последним доступным данным, но исследования, проведенные учеными из Корнельского университета, показали, что эти выбросы могут быть намного хуже. Используя автомобиль, оснащенный датчиками, исследователи проанализировали пробы воздуха возле крупнейших заводов по производству удобрений и оценили выбросы метана в 140 раз выше, чем уровни, сообщаемые EPA.

Азотные удобрения также вызывают выбросы аммиака, основного компонента смога и мелких частиц.По данным EPA, на производство удобрений приходилось треть зарегистрированных выбросов аммиака с 2012 по 2017 год.

По словам исследователей, использование удобрений способствует увеличению выбросов аммиака от ферм и животноводческих хозяйств. Исследование 2019 года, опубликованное в журнале Nature , связывает удобрения с 4300 преждевременной смертью от загрязнения твердыми частицами ежегодно, в основном в штатах Кукурузный пояс и близлежащих регионах.

«Воздействие сельского хозяйства на качество воздуха и изменение климата не находится в центре внимания общественности, как ископаемое топливо, хотя сельское хозяйство вносит основной вклад в оба этих фактора», — сказал ведущий автор статьи ученый из Миннесотского университета Джейсон Хилл.«Даже если мы решим проблему ископаемого топлива в течение следующих 50 или более лет, нам все равно придется есть».

Представители сельскохозяйственной отрасли атаковали исследование, его методологию и финансирование, часть из которых поступила от EPA, Министерства сельского хозяйства США и Министерства энергетики США.

Для некоторых крупных животноводческих хозяйств требуются федеральные природоохранные разрешения, но сельское хозяйство не подлежит тому же контролю, тестированию и корректирующим действиям Агентства по охране окружающей среды, которое применяется к фабрикам и другим промышленным объектам.

Сельское хозяйство приложило немало усилий, чтобы сохранить это положение.

Группы индивидуальных фермеров и владельцев ранчо, которые консультируют EPA по вопросам сельского хозяйства, постоянно настаивают на добровольных мерах, сетуют на «тон» сообщений агентства, которые предполагают, что сельское хозяйство может нанести вред окружающей среде, и говорят, что EPA не должно играть никакой роли в регулировании почвы на фермах и ранчо .

Федерация американских фермерских бюро отказалась комментировать эту историю. Но он выступает против любых законов или постановлений, требующих отчетности о выбросах парниковых газов в результате сельскохозяйственных операций.Федерация — крупнейшая организация, представляющая производителей сельскохозяйственных культур и животноводства США — также выступает против любых правил EPA в отношении парниковых газов, а также против принятия законодательства об изменении климата, которое увеличивает затраты на сельскохозяйственные предприятия, которые, по их словам, не имеют возможности поднимать свои цены. Фермы также сталкиваются с давлением из-за экстремальных погодных условий, тарифов, роста долгов и самоубийств.

Экологическая политика в сельском хозяйстве не должна идти дальше добровольных мер, утверждает Farm Bureau.Единственная роль, которую он видит в более активном участии федерального правительства: предоставление фермерам большего количества денег на технологии адаптации к изменению климата.

«Для фермеров и владельцев ранчо правила не только влияют на их средства к существованию», — заявил президент фермерского бюро Зиппи Дюваль на слушаниях в Сенате 2018 года. «В отличие от почти любого другого хозяйственного предприятия, ферма — это не просто бизнес; часто это семейный дом ».

Однако сельское хозяйство становится все более концентрированным. Средняя площадь пахотных земель на фермах увеличилась вдвое с 1980-х по 2000-е годы. Меньшее количество людей управляет этими более крупными фермами, которые остаются в основном семейными, но все более специализированными, механизированными и выращивают продукты, не являющиеся продуктами питания.

Две трети самого высокого урожая в стране, кукуруза, идет на нефтеперерабатывающие и перерабатывающие заводы для использования в биотопливе на основе этанола и кормах для животных. Все больше мяса поступает с ферм, которые разводят животных на откормочных площадках.Крупнейшие из этих предприятий направляют навоз в ямы и лагуны, которые могут вместить десятки миллионов галлонов и производить столько же богатых питательными веществами отходов, сколько и крупные города США.

Экологические группы утверждают, что сельское хозяйство является гораздо более индустриальным, чем когда-то, и должно регулироваться как таковое.

Но противодействие сельскому хозяйству федеральным правилам загрязнения окружающей среды было настолько успешным, что сейчас федеральный надзор меньше, чем десять лет назад.

Конгресс освободил крупные животноводческие фермы от требований к отчетности о выбросах парниковых газов в райдере, добавленном к законопроекту о расходах, подписанному президентом Дональдом Трампом в 2018 году.Агентство по охране окружающей среды при Джордже Буше и Бараке Обаме настаивало на аналогичных исключениях. Агентство по охране окружающей среды Трампа смягчило другие экологические нормы в сельском хозяйстве, такие как отмена правила о загрязнении воды времен Обамы, против которого выступали фермерские группы, что, как опасаются экологи, может повредить будущим усилиям по ограничению сельскохозяйственных стоков.

Но попытки сэкономить деньги в интересах сельского хозяйства путем отката назад или отказа от правил имеют последствия, некоторые из которых весьма дорогостоящие. Прошлогодние наводнения на Среднем Западе — лишь один пример.

Экономика Давенпорта, третьего по величине города Айовы, была истощена фермерским кризисом середины 80-х, но в последние годы восстановилась вместе с 500 миллионами долларов, полученными в результате реинвестиций в центр города. Теперь город, который черпает свою культурную самобытность из-за близости к реке Миссисипи, рассматривает проект, которому он долго сопротивлялся: постоянную стену от наводнения, проект стоимостью 175 миллионов долларов, что почти соответствует размеру годового бюджета города.

Дэн Буш сказал, что хочет открывать новые бары и рестораны.Но он обеспокоен тем, что наводнение в апреле — это всего лишь вкус того, что принесет изменение климата. Ни одно место рядом с городом больше не кажется ему безопасным от наводнения.

«Я думаю, это станет нормой», — сказал он.

Редкие правила

Джефф Броберг стоял перед своим фермерским домом на юго-востоке Миннесоты, прислонившись к пикапу, наполненному связующими материалами, исследовательскими работами, результатами испытаний воды и свернутыми геологическими картами.

«Я действительно умею читать эти вещи, что помогает знать, что происходит, но не дает мне почувствовать себя намного лучше», — сказал геолог Броберг.Затем он засмеялся. «На самом деле, наверное, от этого мне становится хуже».

Его вода идет из колодца. Когда Броберг проверил его вскоре после того, как он купил дом в 1986 году, образец содержал нитраты в количестве 8 частей на миллион, что немного ниже предела EPA для химических побочных продуктов коммерческих удобрений и удобрений навоза.

«Каждый раз, когда мы тестировали, уровень нитратов повышался», — сказал Броберг.

Пик тестов составил 22 части на миллион, что более чем вдвое превышает предел EPA.

Этот порог безопасной питьевой воды был установлен для защиты младенцев от потенциально смертельного состояния, известного как синдром синего ребенка, из-за которого у них не хватает кислорода в крови. Но все большее количество медицинской литературы связывает нитраты с другими опасностями, включая врожденные дефекты, рак и репродуктивные проблемы, причем на уровнях ниже федерального предела.

Броберг входит в число десятков тысяч жителей Миннесоты, которые получают воду из частных или муниципальных колодцев с уровнями нитратов, превышающими федеральный лимит, а некоторые — со скоростью, во много раз превышающей пороговое значение. В девяти процентах проверенных городских колодцев уровень нитратов превышает допустимый. То же самое и с 27% проб из ручьев, рек и озер Миннесоты.

Недавний анализ, проведенный Рабочей группой по окружающей среде, основанный на записях, полученных из государственного агентства здравоохранения, показывает, что около 150 000 жителей Миннесоты обслуживались системами водоснабжения с уровнями нитратов, которые превышали федеральные ограничения для здоровья по крайней мере в одном тесте с 2009 по 2018 год.

Нет никакой загадки в том, почему. Официальные лица Миннесоты говорят, что заражение происходит в основном из пахотных земель. Нитраты вымываются из сельскохозяйственных почв в водоносные горизонты и водоемы.

Расследования в вашем почтовом ящике

Подпишитесь на нашу рассылку Watchdog, чтобы узнавать о наших последних новостях.

Это не новая проблема. Государству было известно об этом в течение многих лет, полагаясь на добровольные меры по его пресечению.

Когда регулирующие органы, наконец, предложили набор обязательных правил, разразилась политическая схватка.

Государственные чиновники сельского хозяйства начали с простого пересмотра своего двадцатилетнего руководства по передовому опыту, которому фермеры могли добровольно следовать, чтобы уменьшить загрязнение, против чего выступили фермерские группы. В одном формальном письме, подписанном фермерскими группами, утверждалось, что руководящие принципы 1990-х годов были так же действительны в 2013 году, несмотря на рост проблем с нитратами за этот период.

К тому времени, когда Миннесота опубликовала обновленные правила в 2015 году, представители сельского хозяйства штата были убеждены, что слишком мало фермеров следовали этим рекомендациям, а многие применяли чрезмерное количество удобрений.Один только совет явно не уменьшал заражение.

Экологические группы призвали законодателей и государственные органы к действию, так же как и муниципальные руководители, обремененные миллионами долларов растущих затрат на очистку воды, и группа — соорганизованная Бробергом — представляющая 1,2 миллиона жителей Миннесоты, которые полагаются на частные колодцы.

Чиновники начали писать правила по удобрениям, которые они могли обеспечить.

«Добровольного участия или соблюдения требований было недостаточно для того, чтобы добиться действительно значительных изменений, необходимых для ситуации в штате», — вспоминал Марк Дейтон, тогдашний губернатор Миннесоты.

Первый проект, выпущенный в июне 2017 года, запрещал бы многим фермерам в районах с уязвимыми грунтовыми водами вносить удобрения осенью — когда возрастает риск заражения, если растения не впитывают питательные вещества — или на мерзлой почве. Исключения были сделаны для мелкозерновых культур и исследований.

Это положило начало одной из самых ожесточенных схваток в политической карьере Дейтона.

«Мы наткнулись на каменные стены», — сказал он.

Фермеры и сельское хозяйство организаций собрали общественные слушания, обрушили на своих законодателей заявления и представили официальные комментарии о том, что загрязнение нитратами было преувеличено, вызвано неправильным размещением или обслуживанием колодцы, а не фермы, и слишком дорого обходиться так, как того требует предлагаемое регулирование. Законодательное собрание приняло законопроект о его блокировании. Когда Дейтон ответил вето, комитеты Палаты представителей и Сената по сельскому хозяйству, в том числе законодатели, которые также работали фермерами, применили неясное положение, чтобы приостановить действие правила.

За кулисами официальные лица агентства пытались убедить политиков в том, что удобрения представляют собой реальную и растущую проблему общественного здравоохранения, с большим научным консенсусом, согласно отчетам, полученным Public Integrity и ее партнерами. Эти электронные письма также показывают, что агентство защищает правило от разгневанных фермеров, в том числе тех, кто протестовал против тестирования городских колодцев на наличие загрязняющих веществ из опасения, что правила будут соблюдаться.

В публичных комментариях, поданных во время разработки правил, Миннесотское фермерское бюро заявило, что добровольные усилия были эффективными, и призвало должностных лиц сельского хозяйства доказать, что «повышенный уровень нитратов на самом деле является результатом нынешних методов внесения азотных удобрений, а не из-за других источников азота или прошлых методов внесения удобрений. поколения.”

Ранние версии правила устанавливали ограничения на удобрения для крупных земельных участков, что беспокоило таких фермеров, как Брюс Петерсон. Только на одном из своих полей у Петерсона есть различные типы почвы и потребности в удобрениях. Представители сельского хозяйства пересмотрели его, чтобы можно было ограничить меньшие участки поля без ограничения внесения удобрений на других участках.

По мере того как драка затягивалась, сотрудники департамента и штатные сотрудники администрации губернатора смягчили свои сообщения, сделали больше уступок, чтобы привлечь внимание фермерских групп, и подготовили тезисы для обсуждения негативной реакции экологических групп.

В последние дни своего пребывания в должности Дейтон написал письмо своему преемнику Тиму Уолцу, заверив его, что жесткое правило нитратов тщательно проверено и срочно проверено. Документы показывают, что это необходимо для защиты окружающей среды и здоровья населения.Уолц подписал свое соглашение, и в 2019 году было принято пересмотренное правило о защите грунтовых вод . Основные фермерские группы больше не выступали против него.

Петерсон, по сути, сказал, что он ожидает, что это правило мало повлияет на его деятельность и большинство других операций в юго-восточной Миннесоте. «Подавляющее большинство фермеров уже отказались от выпадения азота в этих закрытых зонах», — сказал он.

Экологические группы и организации владельцев колодцев говорят, что это проблема правила: оно было настолько ослаблено, что мало что делает для защиты питьевой воды.

Штат сократил количество участков, на которых фермеры не могут вносить азотные удобрения осенью или на мерзлых почвах. Другие требования, предназначенные для снижения загрязнения, вступают в силу только в том случае, если уровни нитратов возле муниципальных колодцев ухудшаются, а не являются широко обязательными, и мало что делают для прямого контроля того, сколько удобрений вносится или где они используются. Правило уделяет много внимания? Добровольные меры.

Представители сельского хозяйства также добавили положение, обязывающее государство назначать местную консультативную группу и консультироваться с ней при решении проблем с нитратами.Упущено последнее правило: защита частных скважин, таких как у Джеффа Броберга.

«Это пустая пыль», — сказал Броберг. «Они в основном регулировали то, что уже было сделано».

Нет простых ответов

Брюс Петерсон собирает зерно на юго-востоке Миннесоты, но на одном из арендованных им полей когда-то была ферма по выращиванию индейки. Хотя птиц вывезли много лет назад, долговязый фермер все еще может определить точные места, в которых они бродили, вытащив цифровую карту на ноутбуке.

«Мы собирали данные об урожайности, вероятно… с середины 90-х», — сказал он, регулируя экран и щелкая разноцветную карту, которая показывает плотный рост кукурузы и сои в местах, где индейки вносили органические удобрения. «Все отсортировано по сетке».

Программное обеспечение, объединяющее прошлые результаты сбора урожая с текущими образцами почвы, создает цифровые карты, которые делят его 8000 акров на более мелкие зоны. Данные загружаются в компьютер в кабине трактора Петерсона, который синхронизируется с GPS и автоматически регулирует норму внесения удобрений, когда он проезжает по пахотной земле.Рэнди Содер, фермер из Айовы, использует аналогичную систему.

Петерсон говорит, что технология не снизила его общее использование удобрений, но подход, основанный на данных, означает, что он получает больше урожая на фунт азота. Фермеры все чаще корректируют удобрения, чтобы дать наиболее продуктивным частям своих полей дополнительную дозу, и делают их легче в местах, где урожай менее продуктивен. Такой подход помогает им экономить деньги, сокращает чрезмерное использование удобрений и ограничивает источник химически активного азота, который в противном случае мог бы загрязнить воду или стать парниковым газом.

Сельскохозяйственные группы указывают на эти и другие методы, которые увеличивают прибыль фермерских хозяйств при одновременном снижении ущерба окружающей среде, когда они выступают против мандатов, наложенных на другие загрязняющие отрасли.

Тем не менее, как показывают исследования, половина азота, применяемого в качестве удобрения, не используется культурами и уходит в окружающую среду. И хотя более эффективное использование азота увеличилось в США, возможности для улучшения ограничены. Это потому, что требуется все больше и больше удобрений, если мировое сельскохозяйственное производство удвоится к 2050 году, как прогнозируется, чтобы не отставать от роста населения.

Целевое удобрение, которое делает Peterson, широко распространено, , но все меньше фермеров применяют другие природоохранные методы, которые могут предотвратить превращение сельскохозяйственных удобрений в опасность для климата и окружающей среды.

Brent Larson — один из выпадающих.

Поскольку продолжительный дождь, пропитывающий его ферму в северной Айове, приостановился Однажды утром в конце июня Ларсон схватил лопату и вошел в зеленое одеяло травы.Вдалеке позади него завод по переработке кукурузного этанола выдувал дымные пальцы, когда непрерывный поток 18-колесных автомобилей выстраивался в очередь, чтобы опустошить свои трейлеры.

Он то и дело замедлялся, чтобы ударить землю. Вдруг он остановился. Очистив кончик лопаты рукой, Ларсон прижал комок к своему лицу и затем исчез в чаще, доходившей до пояса.

«Вот там хижина дождевого червя», — сказал он, указывая на холм, возвышающийся над темной почвой.

Ночью черви выбираются на поверхность, чтобы полакомиться, втягивая остатки растений в почву и разлагая их.«Они обрабатывают меня, — сказал Ларсон. «Они помещают пожнивные остатки в почву, где они и должны быть».

Количество и состояние этих остатков имеют решающее значение, и большая их часть поступает из ржи, покровной культуры, которую Ларсон покупает и сажает, но никогда не продаст.

Рожь — азотная губка с замедленным высвобождением. По мере роста рожь поглощает избыток азота, прежде чем он уйдет в воздух или воду. После того, как рожь отмирает и разлагается, бактерии вытесняют азот обратно в почву, удобряя посевы.Покровные культуры также являются магнитом для микроорганизмов, перерабатывающих азот в удобрения, и они обладают и другими преимуществами, от предотвращения эрозии почвы до подавления сорняков.

Все это означает, что Ларсон может вносить меньше удобрений, и меньшее количество его азота будет распадаться на соединения, которые загрязняют воду, атакуют озоновый слой и нагревают планету.

Ларсон обрабатывает свои пахотные земли узкими полосами вместо того, чтобы переворачивать целые поля. Это еще одна мера, позволяющая сохранить на своих полях остатки ржи, хранящей азот.Полосная обработка почвы также позволяет вести трактор между рядами и вносить точное количество жидких удобрений в обе стороны его посевов вместо того, чтобы распылять их по всему полю.

Ларсон сказал, что его урожай кукурузы и сои увеличился, поскольку он сократил потребление удобрений. Между тем, тесты воды, стекающей с его пахотных земель, показывают, что количество нитратов в ней невелико.

«Это имеет смысл с социальной и экономической точек зрения», — сказал он.

Но лишь небольшая часть фермеров выращивает покровные культуры и регулярно использует методы обработки почвы, которые могут снизить воздействие удобрений на окружающую среду, хотя это количество растет с некоторыми культурами в определенных регионах.

Министерство сельского хозяйства США увеличило расходы на выделение сельскохозяйственных земель для сохранения и на программы по обучению и оснащению фермеров методам снижения загрязнения азотом.

Тем не менее, многолетние прерии и луга с глубокими корнями, способными всасывать избыток азота из почвы и воды, исчезают. В то же время, следуя рыночным сигналам и федеральным субсидиям, американские фермеры выращивали меньше акров мелких зерновых культур, таких как ячмень, овес, рис и сорго, и больше полей кукурузы, нуждающейся в удобрениях, которая имеет более короткий срок жизни и более мелкие корни.

По словам Мэтта Либмана, профессора и председателя программы устойчивого сельского хозяйства в Университете штата Айова, поскольку изменение климата вызывает все больше экстремальных погодных явлений, вполне вероятно, что улучшенные методы управления почвой и удобрениями будут иметь еще меньший эффект для многих регионов в будущем.

По его словам, решение проблемы требует переосмысления не только того, как, но и того, что обрабатывает Америка.

«Огайо, Индиана и Иллинойс в этом году потерпели крушение из-за дождя», — сказал он летом 2019 года.По его словам, нынешняя система чередования кукурузы и сои «не поможет».

«Каждая ферма — это химический завод»

На заре 20-го века предприниматели и правительства спешили найти промышленный способ превращения атмосферного азота в коммерческие соединения. Преобладающий метод, удостоенный Нобелевской премии — по-прежнему основной процесс, использованный для создания более 100 миллионов тонн элемента для удобрений в 2018 году — представляет собой химическую реакцию азота и водорода, в результате которой производятся не только удобрения, но и взрывное оружие.

Эта двойная цель означала, что синтез азота был синонимом национальной безопасности. Правительство США субсидировало производителей азота в рамках инициатив «от оружия к фермам», которые поставляли боеприпасы для войн и удобрения в мирное время.

В 1928 году тогдашний министр сельского хозяйства Уильям М. Джардин писал, что «каждая ферма — это химическая фабрика». Поскольку Министерство сельского хозяйства США продвигало сельское хозяйство с интенсивным использованием удобрений, использование удобрений и урожайность резко выросли, особенно во второй половине 20-го века.В 1950 году менее половины кукурузных полей в США удобрялись коммерческим азотом. Сегодня 99% кукурузных полей.

Несмотря на то, что федеральное правительство вкладывалось в создание отрасли удобрений, оно отошло на второй план в управлении ее недостатками, даже если они усугубляются.

Ужесточение федеральных правил по парниковым газам в краткосрочной перспективе маловероятно. Тем не менее, CF Industries Holdings, крупнейший производитель азотных удобрений в США, определила это как «значительный» бизнес-риск в финансовой отчетности.Mosaic, другой крупный производитель, выявил аналогичные риски и сказал, что усилия нескольких государств по ограничению сельскохозяйственных стоков и уменьшению мертвой зоны Персидского залива могут нанести ущерб его бизнесу.

Более серьезная проблема? Рынок США может быть увеличен до штук. Компании по производству удобрений обращаются к другим, еще более слабо регулируемым рынкам, где они могли бы увидеть такой же взрывной рост, как когда-то здесь. В заявках и замечаниях для инвесторов отраслевые гиганты указывают на прибыльные долгосрочные тенденции в области продаж удобрений: рост населения, более высокое потребление мяса и больше биотоплива — особенно в развивающихся странах.

«США, Европа и Бразилия уже используют достаточно азота», — сказал Сет Голдштейн, аналитик инвестиционной исследовательской компании Morningstar. «Африка, вероятно, будет регионом с наибольшим ростом спроса на азот в будущем».

Возможность резкого увеличения глобального использования удобрений — и более вредных климатических воздействий — заставляет ученых бить тревогу.

В октябре более 200 ученых подписали открытое письмо, в котором призвали мировых лидеров незамедлительно принять меры по сокращению загрязнения азотом.По их словам, это угрожает здоровью людей, животных и растений, но не является приоритетом в экологической политике , ориентированной на углекислый газ. Автор письма Марк Саттон, британский ученый-эколог и бывший председатель Международной инициативы по азоту, сказал, что невозможно достичь целей, изложенных в Парижском климатическом соглашении, без решения проблемы загрязнения азота.

«Если мы хотим бороться с изменением климата, загрязнением воздуха, загрязнением воды, утратой биоразнообразия, деградацией почвы и истощением стратосферного озонового слоя, то новый акцент на азоте будет иметь жизненно важное значение», — написал Саттон в письме генеральному секретарю США. Наций.«Нынешний экологический кризис — это гораздо больше, чем проблема углерода».

Международные ограничения привели к резкому сокращению выбросов других газов двойного воздействия, но выбросы закиси азота продолжают расти.

Монреальский протокол, подписанный каждой страной в 1987 году и считающийся наиболее эффективным международным соглашением по охране окружающей среды, прекратил производство и использование хлорфторуглеродов и других озоноразрушающих веществ, но не установил ограничений на закись азота.

Теперь это основной озоноразрушающий газ на планете.

Более поздние договоры, включая Киотский протокол 1997 г. и Парижское соглашение 2016 г., призывали к сокращению выбросов закиси азота. США не присоединились к первому и находятся в процессе исключения из числа вторых.

Монреальский договор сработал, «потому что источники были промышленными. Мало актеров, простая система, — сказал Саттон. Для сравнения, по его словам, сокращение закиси азота «означает преобразование общества».

На данный момент, по его словам, наибольшее сокращение побочных эффектов удобрений наблюдается в таких странах, как Дания и Нидерланды — странах с обязательными правилами.

«Ученые, с которыми я говорю, говорят, что они верят, что этого никогда бы не произошло, если бы они не приняли обязательные меры», — сказал Саттон. «Очевидно, что регулирование должно быть определенным, если страны серьезно настроены на прогресс».

Зак Гольдштейн внес свой вклад в эту историю.