Dream Farms
Abundantemente fazendas produtivas com zero de entrada e zero emissão de resíduos powered by devorando bugs e engenhosidade humana
O desenvolvimento sustentável é possível
Engenheiro Ambiental reúne camponeses chineses
Não soa como um sonho para ser capaz de produzir um super-abundância de alimentos sem adubos ou pesticidas e com ou sem emissão de gases de efeito estufa pouco? Se você não tratar corretamente a sua fazenda de resíduos para a mina ricos nutrientes que podem apoiar a produção de peixes, gado e culturas mais, obter energia de biogás como subproduto, e talvez mais importante, conservar e liberar a água potável pura de volta para os aqüíferos.
Isso é o que o professor George Chan passou anos a aperfeiçoar, e ele se refere a ele como para a Alimentação e Integrated Waste Management System (IFWMS).
Chan nasceu em Maurício e educado no Imperial College, Universidade de Londres, no Reino Unido, especializada em engenharia ambiental. Ele foi nomeado diretor de dois importantes programas federais E.U. da Agência de Proteção Ambiental E.U. eo Departamento de Energia dos E.U. no Commonweath E.U. das Ilhas Marianas do Norte do Pacífico Norte. Em sua aposentadoria, Chan passou cinco anos na China entre os camponeses chineses, e confessou que aprendeu tanto lá como ele fez na Universidade.
O que ele aprendeu foi um sistema de produção e de vida e que inspirou muitos outros, incluindo Gunter Pauli, fundador e diretor da Zero Emissions Research Initiative (ZERI) (www.zeri.org).
Chan deixou a China em 1989, e continuou a trabalhar com Gunter e outros ZERI através de serviços de consultoria. Este trabalho tem levado a cerca de 80 países e territórios, e contribuiu para a evolução IFWMS em uma alternativa atraente para a agricultura convencional.
A exploração integrada tipicamente consiste de colheitas, gado e viveiros. Mas os nutrientes de resíduos agrícolas, muitas vezes transbordam em apoiar a produção extra de algas, aves, minhocas, bichos, cogumelos e outros valores que trazem renda e benefícios adicionais para os agricultores e as comunidades locais.
Tratamento de resíduos no que diz respeito
O segredo está em tratamento de resíduos para minimizar a perda de nutrientes importantes que são utilizadas como alimento para gerar mais nutrientes a partir de algas, peixes, etc, que se alimentam de uma variedade de culturas e pecuária. Ao mesmo tempo, os gases de efeito estufa emitidos durante a primeira fase de tratamento de resíduos são colhidas para uso como combustível, enquanto o oxigênio necessário na segunda fase de tratamento de resíduos - que se livrar de toxinas e poluentes - é gerado pela fotossíntese das algas, assim, os peixes estoques não estão sufocados por falta de oxigênio dissolvido na água rica em nutrientes que entram nos tanques.
resíduos de animais são os primeiros digerido anaerobiamente (na ausência de ar) para produzir biogás (principalmente metano). Os resíduos parcialmente digeridos são então tratados por via aeróbia (na presença de ar) em bacias rasas que suportam o crescimento de algas verdes. Por meio da fotossíntese, as algas produzem o oxigênio necessária para oxidar os resíduos para torná-los seguros para os peixes. Isso aumenta o valor de fertilizantes e alimentos para animais em viveiros sem roubar o peixe de oxigênio dissolvido. Todos os nutrientes extra, por isso, vá para melhorar a produtividade. O biogás é utilizado como fonte de energia limpa para cozinhar, e também permite que os agricultores a transformação da sua produção para a preservação ea mais-valia, reduzindo o desperdício e aumentar os benefícios totais.
IFWMS revolucionou a agricultura convencional de pecuária, aquicultura, fruticultura, agroindústria e actividades conexas, em alguns países, especialmente na não-árido e subtropical regiões tropicais. Ele tem resolvido a maioria dos problemas econômicos e ecológicos existentes e desde que os meios de produção, tais como combustíveis, fertilizantes e alimentos para animais, aumentando a produtividade muitas vezes.
"Ele pode transformar todos os sistemas de exploração existentes desastrosa, especialmente nos países mais pobres em economicamente viável e ecologicamente equilibrado de sistemas que não só aliviar, mas erradicar a pobreza." Chan diz.
Aumentar a reciclagem de nutrientes para uma maior produtividade
A antiga prática de combinação de gado e cultivo tinha ajudado os agricultores em quase todo o mundo. estrume animal é usado como fertilizante, ou resíduos de culturas são alimentadas de volta para o gado.
Chan ressalta, no entanto, que a maior parte do chorume, quando expostos à atmosfera, perdeu até a metade do nitrogênio amoniacal e seus óxidos de azoto, antes que eles possam ser transformados em nitratos estáveis que as plantas utilizadas como adubo (ver Box 1). A recente integração mais de peixe com os animais e vegetais tem contribuído para reduzir essa perda.
O acréscimo importante de um segundo ciclo de produção de nutrientes a partir de resíduos de peixes tem melhorado o processo de integração, e melhorou a vida de muitos pequenos agricultores consideravelmente. Mas demais resíduos não tratados jogados diretamente no viveiro pode roubar o peixe de oxigênio, e acabam matando os peixes.
Box 1
Como o nitrogênio volátil é transformado em nutrientes para as plantas
esterco de gado contém grandes quantidades de gás amônia que deve ser transformado novamente em nitrato estável antes que ele possa ser absorvido como nutriente pelas plantas. Nitrificação é o processo no qual as bactérias do solo oxidam amônia (NH3), sequencialmente em nitrito (NO2) e nitrato (NO3). A amônia é oxidada em nitrito por bactérias que pertencem principalmente ao gêneroNitrosomonas, mas também Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus e Nitrosovibrio. O nitrito é então oxidado em nitrato por bactérias que pertencem principalmente ao gênero Nitrobacter, mas também por bactérias de outros gêneros, como Nitrospina, Nitrococcus eNitrospira.
Em IFWMS, a digestão anaeróbia de resíduos provenientes de animais são tratados aeróbia antes de nutrientes são entregues em viveiros para fertilizar o plâncton natural que se alimentam os peixes, sem esgotar o oxigênio, aumentando assim a produção de peixe 3 - 4 vezes, especialmente com o policultivo de muitos tipo de alimentação dos peixes compatíveis em diferentes níveis, tal como praticada na China, Tailândia, Vietname, Índia e Bangladesh. Os peixes produzem os seus próprios resíduos que são convertidos naturalmente em nutrientes para as culturas a crescer tanto na superfície da água e diques em torno das lagoas.
A inovação mais significativa de IFWMS é assim o método, em duas fases de tratamento de resíduos, o digestor anaeróbio seguido do aeróbio bacias rasas contendo algas verdes. resíduos de animais contém muito instável de matéria orgânica que se decompõe rapidamente, consumindo uma grande quantidade de oxigênio. Assim, por toda a lagoa, a quantidade de resíduos de animais que podem ser adicionados é limitado, como qualquer excesso esgota o oxigênio e afetam negativamente a população de peixes, até mesmo matá-los.
Chan é crítico de "propostas erráticas" de especialistas, tanto locais como estrangeiros, para espalhar os resíduos animais em terra para deixá-los apodrecer e espero que a pequena quantidade de nutrientes residuais deixados após grandes perdas que prejudicam o meio ambiente tem ocorrido.
De acordo com os E.U. Agência de Proteção Ambiental, até 70% de óxido nitroso, N2O, um poderoso gás de efeito estufa com um potencial de aquecimento global de 280 (ou seja, 280 vezes maior do que o dióxido de carbono) vem da agricultura convencional. O óxido nitroso é formado como intermediário na denitrificação, processo no qual as bactérias do solo em última análise, reduzir a nitrato de volta para o gás nitrogênio.desnitrificadores pertencem a dois gêneros principais, Pseudomonas e Bacillus. O esterco animal poderia ser responsável por quase metade do N2O das emissões no sector agrícola na Europa, de acordo com algumas estimativas, o restante proveniente do fertilizante nitrato inorgânico. Assim, a digestão anaeróbia não só previne a perda de nutrientes, ele também poderia reduzir substancialmente as emissões de gases com efeito de estufa provenientes da agricultura.
Chan ainda rejeita a prática da compostagem de resíduos animais ricos em nutrientes, por isso acaba com uma baixa qualidade de fertilizantes que perdeu amônia e nitrito. Ao invés de resíduos animais mistura com o lixo doméstico em adubo, Chan recomenda produzir alimentos de alta proteína, tais como minhocas do lixo, e usando vermes e resíduos de lixo como condicionadores de solo melhor. Ele também é crítico da prática ultrapassada de colocar adubo em fossas sépticas para muito outros benefícios financeiros ou não, enquanto o efluente tratado é mal tão perigoso quanto o desperdício em si.
Em vez disso, os resíduos animais digeridos anaerobicamente seguido por oxidação em aberto bacias rasas com algas natural antes de deixar o fluxo de resíduos tratados de efluentes para o tanque de peixes, pode converter quase 100% dos nutrientes orgânicos em nutrientes inorgânicos que não vai consumir todo o oxigénio para privar os peixes. Então, teoricamente, a quantidade de entrada de resíduos na lagoa pode aumentar 10 vezes sem o risco de poluição. Mas Chan adverte, os nutrientes dos resíduos deve ser totalmente utilizada por ambos os peixes e da cultura da cultura, ou os nutrientes podem criar problemas de eutrofização - sobre o enriquecimento do plâncton - que consome todo o oxigênio na lagoa, diminuindo assim a produtividade.
Para fechar o círculo, os animais devem ser alimentados com resíduos de culturas e de transformação, e não resíduos de restaurantes e matadouros. Minhocas, bichos, fungos, insetos e outros organismos também são incentivados, como alguns deles produzem bens de alto valor, tais como a seda e os cogumelos.
O biodigestor pode ser tão simples quanto um par de sacos de plástico concêntricos de 5 m3 de capacidade ou tambores de 200 litros para uma pequena fazenda, ou uma complexa estrutura de aço reforçado de concreto com uma manta de lodo anaeróbio para coletar o biogás para uma fazenda grande empresa industrial ou .
Como os resíduos frescos entrar no digestor, os resíduos alimentares bactérias transformam a amônia instável (NH3) eo nitrito (NO2) em nitrato estável (NO3), que está pronto para ser utilizado como fertilizante. Como os resíduos são adicionados, o biodigestor também gera um inesgotável e abundante oferta de biogás - 03/02 metano (CH4) e 03/01 de dióxido de carbono (CO2) - uma fonte conveniente de energia renovável e livre para uso doméstico, agrícola e usos industriais (ver Caixa 2). grandes fazendas, carnes e peixes e plantas, embalagem, destilarias, e várias agroindústrias são agora auto-suficiente em energia, além de ter grandes volumes de efluentes ricos em nutrientes para a fertilização viveiros, e 'fertirrigação (adubação e irrigação) de vários tipos das culturas.
Caixa 2
Formação de biogás [9]
Certas bactérias naturalmente presentes no esterco produzir um gás combustível (biogás), quando digerem matéria orgânica em condições anaeróbicas (na ausência de oxigênio). O biogás normalmente contém entre 60 e 70 por cento de metano. A digestão anaeróbia envolve dois grupos de bactérias. O primeiro grupo de bactérias comuns produz ácidos orgânicos como o ácido acético por fermentação. O segundo grupo de bactérias, o methanogens (fabricantes de metano), é especial, ele quebra os ácidos orgânicos e produz metano como subproduto.
Methanogens não pode tolerar o oxigênio e morrem quando exposto ao oxigênio. Em vez disso, eles podem usar os produtos finais de fermentação mortos, dióxido de carbono e ácidos orgânicos como o ácido acético, para gerar metano:
Metanogênicos são encontradas onde o oxigênio é esgotado, como solos de várzea, sedimentos aquáticos e no trato digestivo dos animais. A formação de metano é o passo final na decomposição da matéria orgânica quando o dióxido de carbono e hidrogênio se acumulam, e todo o oxigênio e outros receptores de elétrons estão utilizados.
Proliferando ciclos para maior produtividade
O tratamento aeróbio nas bacias rasas depende de oxigênio produzidas pela alga verde Chlorella. Chlorella é muito produtivo e pode ser colhida como uma alimentação rica em proteínas para os frangos, patos e gansos.
Quando o efluente da Chlorella bacias atinge o viveiro, ou não de matéria orgânica pouco a partir de resíduos animais continuará a ser, e qualquer matéria orgânica residual será imediatamente oxidado por parte do oxigênio dissolvido. Os nutrientes estão agora disponíveis para melhorar o crescimento prolífico de diferentes tipos de plâncton natural que alimentam o policultivo de 5-6 espécies de peixes compatíveis. Não há alimentação artificial é necessário, exceto gramíneas cultivadas localmente para todos os peixes herbívoros.
Os resíduos de peixe, naturalmente tratados na lagoa grande, dá os nutrientes que são utilizados pelo cultivo na água da lagoa e nos diques.
Fermentado de arroz ou outros cereais, utilizados para a produção de bebidas alcoólicas, ou bichos e seus resíduos, também podem ser adicionados às lagoas como nutrientes adicionais, resultando em maior peixe e produtividade das culturas, desde a qualidade da água não é afetado.
Ensaios estão acontecendo com tubos de difusão especiais transportando ar comprimido de Bombas de biogás para ventilar a parte do fundo da lagoa, para aumentar a produtividade de plâncton e peixes.
Além do crescimento das culturas, tipo de videira nas bordas da lagoa e deixá-los subir em grades sobre os diques e sobre a água, alguns países cultivam vegetais aquáticos flutuantes sobre a superfície da água em lagos e rios. Outros crescer grãos, frutas e flores de bambu ou de poliuretano longa duração flutua ao longo de quase metade da superfície da água fishpond sem interferir com a policultura na lagoa em si. Essas culturas aquaponic têm aumentado a produtividade das culturas, utilizando metade dos milhões de hectares de viveiros e lagos da China. Tudo isso é possível por causa do excesso de nutrientes provenientes dos sistemas de produção integrada.
Plantação de padrões também melhoraram. Por exemplo, o arroz é agora transplantado em módulos de 12 flutuadores idênticos, um a cada semana, e apenas deixou de crescer na lagoa, sem ter de irrigar de fertilizar separadamente, ou fazer qualquer capina, enquanto leva 12 semanas para amadurecer. Em 13ª semana, o arroz é colhido e as mudas transplantadas novamente para iniciar um ciclo novo. É possível ter 4 safras de arroz por ano nas regiões mais quentes do país, com quase total eliminação do trabalho de quebra de volta anteriormente exigido.
Outro exemplo é a cultura hidropônica de frutas e verduras em uma série de tubos. O efluente final da hidroponia é polido em barro esgotos onde as plantas como Lemna, Azolla, Pistia jacinto de água e remover todos os vestígios de nutrientes como nitrato, fosfato e potássio, antes que a água purificada é lançado de volta para o aqüífero.
Processamento de valor acrescentado e liberação de nutrientes
Um grande problema com os produtos agrícolas é a queda nos preços, quando os agricultores colhem as mesmas culturas, ao mesmo tempo. Isto é resolvido pela oferta abundante de energia o biogás, que permitem o processamento simples de ser feito como o tabagismo, secagem, salga, adição de sacarose e de decapagem.
Finalmente, o lodo do digestor anaeróbio, as algas, macrófitas, vegetais e resíduos de processamento são colocados em sacos de plástico, esterilizado em vapor produzido pela energia do biogás, e depois injetado com esporos de alto preço da cultura de cogumelos.
As enzimas do cogumelo quebrar a ligno-celulose para liberar os nutrientes e enriquecer os resíduos, tornando-os mais digeríveis e mais palatável para o gado. Os resíduos fibrosos restantes podem ainda ser utilizados para o cultivo de minhocas, que fornecem alimentos protéicos para frangos especiais. O final de resíduos, incluindo o vazamento worm, são compostados e utilizados para o acondicionamento do solo e aeração.
O desenvolvimento sustentável é possível
Houve um equívoco generalizado de que a única alternativa ao modelo dominante de uma situação insustentável, o crescimento infinito é não ter crescimento algum. Tenho ouvido algumas críticas se referem ao desenvolvimento sustentável como uma contradição em termos. IFWMS, no entanto, é uma demonstração maravilhosa de que o desenvolvimento sustentável é possível.
A chave é um equilibrado desenvolvimento e crescimento que alcançaram fechando o ciclo de produção global, em seguida, usando o excesso de nutrientes e energia para suportar tantos diferentes ciclos de atividades possível, mantendo o equilíbrio interno, e não como um organismo em desenvolvimento. O "resíduo" de uma atividade de produção é um recurso por outro, que a produtividade é maximizada com o mínimo de entrada e de pouco ou nenhum resíduo é exportado para o ambiente. É possível ter desenvolvimento sustentável, afinal, a alternativa ao modelo dominante do ilimitado, o crescimento é insustentável crescimento equilibrado.
Biogas
Nenhuma das estimativas baseadas em culturas energéticas ter tido em conta as vantagens de escala local e menor geração de consumo [8, 9], o que torna as culturas desnecessário de energia.
metano Biogás produzido e utilizado localmente dá poupança substancial de energia devido a uma maior eficiência energética. O aumento da eficiência pode ser tanto quanto 70 por cento. Isso porque o 'calor produzido na geração de energia elétrica pode ser recuperada para fins de aquecimento e uso local de energia elétrica evita os prejuízos devido ao transporte de longa distância por meio de linhas de energia. Quando isso for fatorada dentro, a energia potencial de mitigação de carbono e de metano do biogás simplesmente a partir de resíduos orgânicos, semqualquer culturas energéticas, podem ser muito maiores, talvez até 50 por cento ou mais em combinação com a agricultura orgânica e sistemas de alimentação localizada [9]. Adicione outros pequenos micro-escala de energias renováveis como a solar ea eólica, e não temos necessidade de combustíveis fósseis completamente, deixar de captura de carbono sozinho e armazenamento de grande-fired instalações do carvão [18] (Carbon Capture e Storage Solution A False, SiS 39) ou [a energia nuclear 19] (Desconstruindo os mitos de Energia Nuclear, SiS 27).
A exploração de biogás a economia circular a nível local também nos dá um ar mais limpo e água, o que é bom para a biodiversidade natural e da economia rural, e ao mesmo tempo, fornece rico adubo orgânico para mais abundantes, nutritivos, saudáveis e alimentos [9].
O comércio global de alimentos desperdiça energia e segurança alimentar compromisso
Os consumidores ambientalmente conscientes contar milhas do alimento ao comprar frutas e legumes frescos no supermercado. Eles querem comprar
produção local e que é genuinamente novo, com entradas mínimas de combustível fóssil intensivo de fertilizantes e pesticidas, que não tenha sido transportadas por
do ar em todo o planeta para as prateleiras dos supermercados. Infelizmente, a produção local é difícil de encontrar na maioria das cidades e outros desertos alimentares.
O comércio mundial de alimentos está concentrada nas mãos de algumas grandes corporações transnacionais que controlam a cadeia de fornecimento de alimentos
porteira da fazenda para o nosso prato. As importações e as exportações têm aumentado muito devido ao cada vez maior fonte de alimento por cadeias de supermercados no
país e no exterior, onde o preço é mais barato.
Comida de transporte, especialmente aéreo, utiliza-se enormes quantidades de energia de combustíveis fósseis, que vomitam toneladas extra de gases de efeito estufa na
atmosfera, acelerando a mudança climática.
O Ministério britânico do Meio Ambiente para a Alimentação e Assuntos Rurais (DEFRA) divulgou um relatório sobre milhas do alimento em julho passado, que identificou globali-
zação da indústria de alimentos como a principal causa do enorme aumento no transporte de alimentos, desde 1978. É colocar o direto social, ambiental
e os custos económicos do transporte dos alimentos em mais de £ 9000000000 de cada ano, com a contabilidade de congestionamento em R $ 5 bilhões. Esta 9000000000 £ externalizados
custo do transporte dos alimentos equivale a 34 por cento do valor total do Reino Unido de alimentos e indústria de bebidas (SiS 28).
O mercado mundial de alimentos está segurando a nossa fonte de alimento para o resgate. Sempre que há um excedente, os preços das commodities de alimentos cair abaixo do custo de
produção, os agricultores familiares levando à ruína, sempre que há escassez, os preços disparam, e os pobres e os agricultores e trabalhadores agrícolas
crescente para a exportação já não pode dar ao luxo de comprar comida.
Na Europa e nos Estados Unidos, os pesados subsídios pagos aos agricultores e grandes proprietários de terras, a expensas do contribuinte para reserva-las contra
perdas, enquanto centenas de pequenas explorações agrícolas fecham a cada semana. Pequenos agricultores do terceiro mundo não têm subsídios, e para muitos a única forma
de endividamento crônico e dificuldade é o suicídio.
Para piorar as coisas, grandes fazendas comerciais que alimentam o comércio global de alimentos, muitas vezes com práticas de trabalho feudal que sobraram da colo-
dia Nial que negam a segurança do emprego aos trabalhadores agrícolas, especialmente as mulheres trabalhadoras agrícolas.
Onde está a segurança alimentar das pessoas comuns em um sistema alimentar globalizado? Por que não temos auto-suficiência em alimentos, em energia?
Auto-suficiência em alimentos, também contribuem muito para auto-suficiência energética, exigindo muito menos energia para o transporte de alimentos.
A crise alimentar iminente
Há outra razão pela qual auto-suficiência alimentar é importante para a segurança alimentar. A água é severamente empobrecido nos celeiros do
mundo, da produtividade tem sido de queda e reservas de cereais estão no mais baixo em mais de trinta anos. croplands mundo está perdido à taxa de 20 m
hectares, ou 1,3 por cento ao ano, devido à erosão do solo ea salinização de décadas de práticas agrícolas insustentáveis industrial. Substituindo perdido
terras agrícolas é responsável por 60 por cento do desmatamento em todo o mundo que está contribuindo significativamente para as alterações climáticas. A mudança climática é trazer-
se cada vez mais freqüente de catástrofes como furacões, secas, períodos de calor e inundações, afetando ainda mais a produção de alimentos.
A conclusão inescapável é que já não podem ser capazes de depender das importações para satisfazer as nossas necessidades alimentares.
Países como o Reino Unido têm um clima favorável para o cultivo de alimentos, e pode facilmente se tornar auto-suficiente, ou melhor ainda, produzir o suficiente para
outros países em necessidade.
Muito pode ser feito tanto para a segurança energética e alimentar através de políticas públicas que promovam a nível nacional / regional auto-suficiência alimentar, que
reverter a concentração de cadeias de abastecimento alimentar em favor dos mercados locais e cooperativas geridas por agricultores e consumidores. Estas políticas
minimizaria as importações de alimentos e transporte no interior do país, e salvar uma grande quantidade de energia de combustíveis fósseis.
Mas quando perguntado sobre a política britânica de alimentos, um porta-voz do DEFRA escreveu em nome do Ministro do Ambiente Elliot Morley:
"Apoiar a maior do Reino Unido a auto-suficiência em alimentos é incompatível com o conceito de mercado único europeu, em que diferentes países
especializar-se de acordo com vantagem comparativa. Em um mundo cada vez mais globalizado a busca da auto-suficiência em si não é mais
necessário nem desejável. "
Dream II Fazenda
Então, o que nós realmente precisamos para alimentar o mundo, fechar o gap de energia, mitigar a mudança climática, e que todos prosperem com boa saúde e riqueza
em uma economia de combustível fóssil post?
Apresentámos uma proposta de alimentos sem resíduos de emissão zero de energia e exploração de auto-suficiência modelado após George Chan integrada
alimentos e sistema de gestão de resíduos que tem sido amplamente implementadas para erradicar a pobreza nos países do terceiro mundo.
Ele exemplifica um novo modelo de auto-suficiência baseada na reciprocidade e relações sinérgicas em vez de concorrência desenfreada do dom-
inant modelo. Esperamos que nucleate a produção sustentável de alimentos e um sistema de consumo de que precisamos para um posto de economia de combustível fóssil.
Uma rede de energia, alimentos e fazendas auto-suficientes em todo o campo poderia fornecer as cidades com alimentos nutritivos, frescos, cortando
em milhas do alimento e pegada ecológica. Seria também abastecer os mercados locais de agricultores, centros de revitalização da cidade e garantir o emprego e reconstruir
a economia rura
