Pirinç hasadından sonra, toprak verimliliğini artırmak için kullanılan tekniklerden biri de kuru pirinç saplarını toprağa geri sürmektir. Ancak bu da metan emisyonlarını artırır.
Boston College ve CSIRO’dan bilim insanlarının ortak araştırması, pirinç üretiminden kaynaklanan sera gazı emisyonlarının 1960’lardan bu yana neredeyse iki katına çıktığını ortaya koydu. Araştırmaya göre, doğru sulama ve gübre yönetimiyle emisyonlar azaltılabilir; ancak iklim krizini yavaşlatmak için daha kapsamlı çözümlere ihtiyaç var.
Pirinç, milyarlarca insanı besliyor; ancak iklim değişikliğini körüklemedeki rolü giderek artıyor. Dünya nüfusunun yarısından fazlasının temel besin kaynaklarından biri olan pirinç, Güneydoğu Asya’daki teraslı tarlalardan Çin ve Hindistan’daki sulama sistemlerine kadar geniş bir coğrafyada yetiştiriliyor.
Ancak pirincin yetişmesini sağlayan su altında kalmış topraklar, aynı zamanda iklimi ısıtan sera gazlarını üreten mikroorganizmalar için ideal koşullar yaratıyor.
Yeni bir araştırmada, çevre ve tarım bilimcilerinden oluşan ekibimiz, pirinç tarlalarından kaynaklanan sera gazı emisyonlarının 1960’lardan bu yana küresel ölçekte neredeyse iki katına çıktığını ortaya koydu. Araştırmaya göre, 2010’lu yıllarda bu emisyonlar yılda ortalama 1,1 milyar ton karbondioksit eşdeğerine ulaştı. Bu miktar, yaklaşık 239 milyon otomobilin yıllık emisyonuna eşdeğer.
Bu durum, pirinç yetiştiriciliğini hayvancılık dışında tarımdaki en büyük emisyon kaynaklarından biri hâline getiriyor. Üstelik küresel pirinç talebinin artmaya devam etmesi bekleniyor.
Araştırma, çiftçilerin verim kaybı yaşamadan emisyonları azaltabilecek yöntemlere sahip olduğunu da gösteriyor. Mevcut “iklim dostu” uygulamaların küresel ölçekte benimsenmesi hâlinde, pirinç üretiminden kaynaklanan emisyonların yüzyıl ortasına kadar yaklaşık yüzde 10 azaltılabileceği hesaplandı. Ancak iklim değişikliğini yavaşlatmak için daha büyük azaltımlar gerektiğinden, daha etkili stratejilerin geliştirilmesi gerekiyor.
Pirinç üretiminden kaynaklanan emisyonlar neden arttı?
Pirinç üretiminden kaynaklanan emisyonlardaki artışın başlıca iki nedeni bulunuyor: pirinç ekim alanlarının genişlemesi ve tarımsal uygulamaların yoğunlaşması.
Küresel artışın yarısından biraz fazlası, ekim alanlarının büyümesinden kaynaklanıyor. Örneğin Afrika’da pirinç ekim alanları 1960’lardan bu yana yaklaşık iki katına çıktı. Bu genişleme, bölgedeki metan emisyonlarının da iki kat artmasına yol açtı.
Bunun yanında çiftçiler daha fazla gübre, saman ve hayvan gübresi gibi organik katkılar kullanıyor; daha verimli pirinç çeşitleri ekiyor ve ürünleri daha sık aralıklarla yetiştiriyor. Bu uygulamalar üretimi artırırken sera gazı emisyonlarını da yükseltiyor.
Toprak verimliliğini artırmak amacıyla kullanılan yöntemlerden biri, hasattan sonra kuru pirinç saplarının yeniden toprağa karıştırılmasıdır. Ancak bu uygulama da metan emisyonlarını artırıyor.
Araştırmamız, özellikle hasat sonrası pirinç saplarının tarlada bırakılarak toprağa karıştırılmasının, 1960’lardan bu yana pirinç üretiminden kaynaklanan toplam net emisyon artışının yaklaşık yüzde 18’inden sorumlu olduğunu gösterdi. Bunun nedeni, organik madde miktarının artması ve mikroorganizmaların bu maddeleri ayrıştırırken daha fazla metan üretmesidir.
Küresel sıcaklık artışı da topraktaki mikrobiyal faaliyetleri hızlandırarak emisyonları daha da artırıyor.
Gübre kullanımı da emisyonlara önemli ölçüde katkı sağlıyor. Sentetik azot kullanımı 2000 yılından sonra yaklaşık yüzde 76 arttı. Bu durum, güçlü bir sera gazı olan azot oksit emisyonlarını da yükseltti. Araştırmaya göre bu artış, insan faaliyetlerinden kaynaklanan toplam küresel net emisyon artışının yaklaşık yüzde 9’una katkıda bulundu.
Sulama yöntemleri emisyonları nasıl etkiliyor?
Sulama uygulamaları da emisyon seviyelerini doğrudan etkiliyor. Geçmişte sulanan pirinç tarlaları büyüme sezonu boyunca sürekli su altında tutuluyordu. Bu durum, suya bağımlı mikroorganizmaların sürekli sera gazı üretmesine neden oluyordu.
Son yirmi yılda ise daha fazla çiftçi “aralıklı sulama” yöntemine yönelmeye başladı. Bu yöntemde tarlalar belirli dönemlerde kurutuluyor.
Araştırma, bu uygulamanın metan emisyonlarını azalttığını ortaya koydu. Ancak toprağın ıslak ve kuru dönemler arasında gidip gelmesi, azot oksit emisyonlarında hafif bir artışa neden olabiliyor. Bunun sebebi, mikroorganizmaların organik maddelerdeki azotu azot oksit gazlarına dönüştürmesidir.
Pirinç üretiminin iklim üzerindeki etkisi nasıl hesaplandı?
Pirinç üretiminin iklim üzerindeki toplam etkisini belirlemek, yalnızca sera gazlarını ölçmekten daha karmaşık bir süreçtir.
Pirinç tarlaları, su altında kalan topraklardan metan ve azot oksit salarken, aynı zamanda pirinç bitkileri büyüme sürecinde atmosferden karbondioksit çeker. Ürün sezonları arasında ise toprak karbon kaybı yaşanır.
Bu nedenle güvenilir küresel tahminler oluşturabilmek için farklı sera gazlarının ve toprak karbon değişimlerinin birlikte değerlendirilmesi gerekir.
Araştırmada bunun için üç farklı yöntem bir arada kullanıldı:
- Ekosistem bilgisayar modeliyle bitki büyümesi, su koşulları ve toprak süreçleri simüle edildi. Böylece metan, azot oksit ve toprak karbonundaki değişimler birlikte değerlendirildi.
- Yapay zekâ destekli makine öğrenmesi modeli kullanılarak ölçümlerin yetersiz olduğu bölgelerde tahminler geliştirildi ve dünyanın tüm pirinç bölgeleri kapsandı.
- Ayrıca 1200’den fazla saha deneyinin meta analizi yapılarak sulama, gübre kullanımı ve mahsul kalıntılarının yönetiminin emisyonlar üzerindeki etkileri incelendi.
Bu yöntemler sayesinde araştırmacılar, 1961–2020 dönemindeki emisyonları nicel olarak değerlendirebildi; emisyonların nedenlerini belirledi ve gelecekte uygulanabilecek azaltım stratejilerini test etti.
Emisyonları azaltmak için hangi yöntemler etkili?
Araştırma, verim kaybı yaşanmadan emisyonların azaltılabileceğini gösteriyor.
Gübre kullanımının azaltılması, mahsul kalıntılarının kontrollü yönetimi, aralıklı sulama uygulanması ve toprak işlemenin azaltılması gibi yöntemlerin birlikte kullanılması durumunda, küresel pirinç kaynaklı sera gazı emisyonlarının yüzyıl ortasına kadar yaklaşık yüzde 10 azaltılabileceği hesaplandı.
Araştırmacılar, organik tarımda yaygın olarak tercih edilen bazı uygulamaların sera gazı açısından her zaman daha avantajlı olmadığını da belirtti.
Örneğin tarlada orta miktarda saman bırakılması toprak verimliliğini artırabilirken, aşırı miktardaki organik kalıntı metan emisyonlarını yükseltebiliyor ve topraktan karbon kaybını hızlandırabiliyor.
Bir başka seçenek ise tarımsal kalıntıların biyokömüre dönüştürülmesi. Düşük oksijen koşullarında yakılarak elde edilen biyokömür, su altında kalan topraklara karıştırıldığında toprak karbonunu daha kararlı hâle getirebiliyor ve metan emisyonlarını azaltabiliyor.
Bölgesel farklılıklar belirleyici oluyor
Araştırma, tek bir yöntemin her bölgede aynı sonucu vermediğini de ortaya koydu.
Su yönetiminin iyileştirilmesi, özellikle güvenilir sulama altyapısına sahip Asya bölgelerinde oldukça etkili bir yöntem olarak öne çıkıyor. Aralıklı kurutma uygulaması metan emisyonlarını azaltırken, azot oksit emisyonlarında sınırlı artışlara neden olabiliyor.
Aşırı gübre kullanımının yaygın olduğu Çin ve Güney Asya’nın bazı bölgelerinde ise azot kullanımının azaltılması önemli bir çözüm olarak değerlendiriliyor. Çünkü fazla azot, ürün verimini ciddi biçimde artırmadan azot oksit emisyonlarını ve su kirliliğini yükseltiyor. Azot kullanımının azaltılması hem emisyonları düşürüyor hem de çiftçilerin maliyetlerini azaltıyor.
Toprak işlemenin etkileri ise bölgeden bölgeye değişiyor. Serin iklime sahip bölgelerde azaltılmış toprak işlemesi, karbonun toprakta tutulmasına katkı sağlayabiliyor. Ancak sıcak ve sürekli su altında kalan sistemlerde, düşük oksijen koşulları mikrobiyal faaliyetleri artırarak daha fazla metan üretimine yol açabiliyor.
Bu nedenle araştırmacılar, her bölgenin kendi koşullarına uygun emisyon azaltım stratejileri geliştirmesi gerektiğini vurguluyor.
Pirinç üretimi için iklimsel sınır
Araştırmanın genel sonucu hem umut verici hem de düşündürücü. Hedefe yönelik ve optimize edilmiş uygulamalar sayesinde, pirinç veriminde kayıp yaşanmadan anlamlı emisyon azaltımları sağlanabiliyor. Ancak küresel ölçekte elde edilebilecek toplam azaltımın sınırlı olduğu belirtiliyor.
Araştırmacılara göre daha büyük azaltımlar için çiftçilere yönelik daha güçlü rehberlik sistemlerine ve pirinç üretimini düşürmeden emisyonları azaltabilecek yeni teknolojilere ihtiyaç bulunuyor.
Makalenin Ortak Yazarları
Hanqin Tian
Director and Institute Professor, Center for Earth System Science and Global Sustainability, Boston College
Jingting Zhang
Research Scientist at the Center for Earth System Science and Global Sustainability, Boston College
Pep Canadell
Chief Research Scientist, CSIRO Environment; Executive Director, Global Carbon Project, CSIRO
Shufen (Susan) Pan
Associate Professor of Environmental Science, Boston College
