Руководитель проекта
Кусаинова Майра Джумагуловна
к.с.-х.н., ассоциированный профессор
Scopus Author ID: 57195638186
Researcher ID: V-3043-2019
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9800-6093
О проекте
Актуальность
Актуальность заключается в неотложной необходимости борьбы с изменением климата и его негативными последствиями. Глобальное потепление и увеличение парниковых газов в атмосфере ставят перед человечеством вызов сохранения экосистем, сельского хозяйства и обеспечения устойчивого развития. Оценка эффективности различных систем землепользования имеет особое значение, в абсорбции углекислого газа и других парниковых газов, а также в увеличении альбедо – свойства поверхности отражать солнечное излучение. Правильное использование земли, может существенно снизить уровень углеродного следа человечества.
Цель
Провести оценку эмиссии парниковых газов (CO2, CH4, N2O) и альбедо в пахотных почвах на примере Алматинской области при использовании удобрений (навоз, минеральные удобрения и контроль) при применении различных видов основной обработки почвы под разные культуры (пшеницы, кукуруза и рожь).
Ожидаемые и достигнутые результаты
Основная цель данного исследования заключалась в оценке влияния различных методологий внесения удобрений на выбросы CH4 и N2O в различных системах выращивания сельскохозяйственных культур в географическом контексте Казахстана. На основе данных результатов научно-исследовательских работ по измерению выбросов парниковых газов с использованием статических установок для оценки ПГ (CO2, CH4, N2О) при возделывании кукурузы, пшеницы, ячменя с использованием фона минерального, органического удобрения и без внесения на пахотных полях Алматинской области можно сделать следующие выводы.
1. Использование и оценка различных приборов по сбору и анализу выбросов парниковых газов для Казахстана является новым начинанием. В исследовании были использованы различные методы измерения выбросов, но на сегодняшний день утвердительная методика все еще изучается, поскольку существует ряд факторов, влияющих на конечный результат. В ходе исследований появлялись спорные вопросы, как например: следует ли срезать растения каждый раз перед измерением эмиссии; следует ли закрывать камеру светоотражательным материалом или полностью крышкой; какой диаметр камеры более подходит для измерения эмиссии. Несмотря на это, мы проводим исследования и полученные результаты показывают, что на период весны и лета выбросы были незначительны в сравнении с тремя вариантами схемы. Сравнительно высокий результат показал лишь вариант с внесением органического навоза.
2. Озимая пшеница, ячмень и кукуруза являются основными посевными культурами в Казахстане, на основе которых можно определить и высчитать влияние выбросов парниковых газов на изменение климата. Так как исследования еще проводятся и ежемесячно 2 раза снимаются и отбираются образцы, в результате мы можем сделать регрессию влияния парниковых газов.
3. Использование уникальных приборов дает возможность проводить исследования на международном уровне. Конечно, для нас методика еще только находится в стадии практического изучения. Но в результате в перспективе мы сможем сотрудничать со многими учеными мира в области исследований эмиссии парниковых газов в сельском хозяйстве, а именно в растениеводстве.
Снижение выбросов парниковых газов за счет оптимального управления питательными веществами, водой и органическими отходами на пахотных землях не приведет к снижению урожайности и будет способствовать переходу растениеводства на устойчивую, высокоэффективную и экологически безопасную траекторию. Неустановленные синергии или компромиссы между методами смягчения последствий и неполный учет затрат и выгод могут быть ограничениями для точной оценки сокращения выбросов парниковых газов.
Несмотря на эти ограничения и неопределенности, данное первоначальное исследование представляет собой прозрачную и полезную справочную информацию для лиц, принимающих решения, предлагающую осуществимые подходы к ускорению смягчения последствий выбросов парниковых газов и секвестрации почвенного углерода на пахотных землях Казахстана в соответствии с национальными целями углеродной нейтральности и продовольственной безопасности.
Оценили эффективность различных систем землепользования, таких как внедрение агротехнических методов, растительного покрова и т.д., для снижения выбросов парниковых газов.
Определили влияния различных систем землепользования на увеличение альбедо поверхности, что способствует отражению солнечной радиации и снижению атмосферного нагрева.
Опубликовали результаты исследования в научных статьях, чтобы поделиться данными с научным сообществом и общественностью.
Обучили сотрудников и участников проекта использованию измерительных контейнеров и приборов для сбора данных о выбросах парниковых газов и альбедо.
Планируем подготовить новые научные заявки для продолжения исследования выбросов парниковых газов с учетом полученных результатов проекта.
Список публикаций и патентов
1. Kussainova M. Greenhouse gas emissions from Kazakhstan’s croplands: sources and mitigation potential // 22nd World Congress of Soil Science 2022-07-31. P-733 (на английском языке)
2. Kussainova M., Syzdyk A., Nurgali N., Orazakhmet A., Tamenov T., Toishimanov M. Evaluating the effectiveness of various land cover/use systems to mitigate climate change by reducing greenhouse gas emissions and increasing albedo // International Symposium on Managing Land and Water for Climate Smart Agriculture. P.330 (на английском языке)
3. Kussainova M. The effects of excessive water use and agricultural intensification on Aral Sea shrinkage: socioeconomic-environmental systems (SES) dynamics within the Syr Darya River Basin // Proceedings of the SCERIN-9 Workshop. P.4 https://www.scerin.eu/scerin2022/SCERIN9_Proceedings_May_27.pdf (на английском языке)
4. Кусаинова М.Д., Таменов Т.Б., Тойшиманов М.Р., Сыздық Ә.Б., Искакова Г., Нұрғали Н.Д. Динамический мониторинг NDVI в агрономических испытаниях агро культур с использованием беспилотного летательного аппарата// Вестник науки Казахского агротехнического исследовательского университета им. С. Сейфуллина. -Aстана. -2023. –No2(117). –С. 148-161. DOI: 10.51452/kazatu.2023.2(117).1386 (статья на русском языке)
5.Кусаинова, М., Тойшиманов, М., Таменов, Т., Сыздык, А., Джикуан, Ч.,(2023). Изучение эффективности различных систем землепользования для смягчения климата посредством измерения эмиссии парниковых газов // Центральноазиатский журнал исследований водных ресурсов. – N 9(2), - C.17-34. https://doi.org/10.29258/CAJWR/2023-R1.v9-2/17-34.rus (на русском языке)
6.Kussainova M., Toishimanov M., Iskakova G., Nurgali N., Chen J. Effects of different fertilization practices on CH4 and N2O emissions in various crop cultivation systems: A case study in Kazakhstan // Eurasian Journal of Soil Science. – 2023. – N 12(4), - P. 363-370. https://doi.org/10.18393/ejss.1344462 (на английском языке)
7.Kussainova M., Toishimanov M., Syzdyk A., Tamenov T., Nurgali N., Chen J. Influence of the conditions of the year and time of day on the soil temperature indicators in Kazakhstan // Caspian Journal of Environmental Sciences (CJES). Vol. 21, No. 5, Special Issue 2023 (на английском языке)
8. Патент РK на полезную модель № 7738 от 13.03.2023
Название: «Система измерения концентрации парниковых газов в почве», авторы: Кусаинова М. Д., Тойшиманов М.Р., Таменов Т.Б., Нұрғали Н.Д., Сыздық Ә.Б., Есполов Т.И
Информация для потенциальных пользователей
Основная цель проекта заключается в исследовании различных систем землепользования и их влиянии на климат, с акцентом на снижение выбросов парниковых газов (например, углекислого газа, метана и диоксида азота) и увеличение альбедо (способности отражать солнечное излучение) для смягчения глобального потепления.
Проект предполагает использование различных методов исследования, таких как моделирование климата, анализ данных измерительных приборов на местности, статистические анализы и эксперименты на исследуемом участке с разными системами землепользования.
Проект направлен на выявление и оценку эффективности различных систем землепользования, включая, например, устойчивое сельское хозяйство, органическое земледелие, а также внедрение технологий, способствующих снижению выбросов парниковых газов.
Проект предполагает междисциплинарное сотрудничество с учеными, экологами, географами, экономистами и другими специалистами, чтобы получить комплексное представление о воздействии различных систем землепользования на климат.
Результаты этого проекта могут стать основой для разработки рекомендаций и стратегий на уровне правительств, организаций и общественных движений для устойчивого землепользования и борьбы с изменением климата.
Потенциальные пользователи проекта могут включать правительства, экологические организации, сельскохозяйственные предприятия, городские учреждения и другие организации, заинтересованные в разработке и реализации мер по смягчению изменения климата.