Pericol privind emisiile agricole de gaze cu efect de seră! Fermierii aplică îngrășăminte azotate culturilor pentru a crește randamentul, hrănind mai mulți oameni și animale, însă cercetătorii au descoperit că atunci când există mai mult îngrășământ decât poate absorbi cultura, o parte din exces poate fi transformată în forme gazoase, inclusiv oxidul de azot, un gaz cu efect de seră care captează de aproape 300 de ori mai multă căldură în atmosferă decât dioxidul de carbon, arată Science Daily.

Aproximativ 70% din oxidul de azot cauzat de om provine din solurile agricole, astfel încât este vital să găsim modalități de a reduce aceste emisii.

Descoperire șocantă privind emisiile agricole de gaze cu efect de seră! Blochează de 300 de ori mai multă căldură în atmosferă decât dioxidul de carbon

Fermierii aplică îngrășăminte azotate culturilor pentru a crește randamentul, hrănind mai mulți oameni și animale. Dar atunci când există mai mult îngrășământ decât poate absorbi cultura, o parte din exces poate fi transformat în forme gazoase, inclusiv oxidul de azot, un gaz cu efect de seră care captează de aproape 300 de ori mai multă căldură în atmosferă decât dioxidul de carbon. Aproximativ 70 % din oxidul de azot cauzat de om provine din solurile agricole, astfel încât este vital să se găsească modalități de a reduce aceste emisii, scrie Science Daily.

Înainte de a putea recomanda practici de reducere a oxidului de azot și a altor gaze cu efect de seră din solurile agricole, oamenii de știință trebuie să înțeleagă mai întâi unde și când sunt eliberate. Eșantionarea emisiilor din sol necesită multă muncă și este costisitoare, astfel încât majoritatea studiilor nu au efectuat o eșantionare extinsă în timp și spațiu.

Un nou studiu al Universității Illinois Urbana-Champaign a încercat să schimbe acest lucru, eșantionând riguros emisiile de oxid de azot și dioxid de carbon de pe câmpurile comerciale de porumb și soia în cadrul unor scenarii practice de gestionare pe parcursul mai multor ani. Acest set de date nu numai că poate conduce la recomandări de atenuare, dar poate și rafina modelele climatice care ne prezic viitorul global.

„Reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră din solurile agricole ne poate ajuta să atingem obiectivele climatice globale”, a declarat coautorul studiului, Chunhwa Jang, cercetător științific în cadrul Departamentului de Științe ale Culturilor, parte a Colegiului de Științe Agricole, de Consum și de Mediu din Illinois.

„Sunt necesare date de înaltă rezoluție spațială și temporală, la scară largă și multianuale pentru a stabili strategii de atenuare bine fundamentate. Înainte de studiul nostru, aceste seturi de date pur și simplu nu existau”.

Cel mai extins set de date disponibil până în prezent pentru emisiile de oxid de azot și dioxid de carbon din ferme

Jang și colegii săi, sub conducerea lui Kaiyu Guan de la Agroecosystem Sustainability Center, au beneficiat de finanțare din partea programului ARPA-E SMARTFARM al Departamentului pentru Energie al SUA pentru a crea cel mai extins set de date disponibil până în prezent pentru emisiile de oxid de azot și dioxid de carbon din ferme. Aceștia au amplasat o rețea largă de puncte de prelevare a probelor de gaze în câmpuri comerciale de porumb și soia, gestionate în mod convențional, conservativ și fără cultivare a solului.

Imaginați-vă un câmp dotat cu mici coșuri de fum la nivelul solului care pompează gaze din sol. Cercetătorii s-ar deplasa cu mașinile pentru a măsura concentrația acestor gaze săptămânal sau bisăptămânal pe parcursul sezonului, timp de doi ani. Coșurile de fum care pompau constant concentrații ridicate de gaze au fost denumite puncte fierbinți. Momentele fierbinți erau cele în care concentrațiile creșteau în majoritatea sau în toate coșurile de fum după evenimente precum ploi sau aplicații de îngrășăminte.

„Am constatat că fluxul de dioxid de carbon a fost similar între câmpuri individuale, situri și ani sau chiar între sistemele de porumb și soia”, a declarat Jang. „Aceste rezultate ne spun că emisiile de dioxid de carbon sunt consistente și că eșantionarea cu rezoluție spațială ridicată este probabil suficientă pentru a estima fluxul la nivelul întregului câmp.”

Oxidul de azot, pe de altă parte, nu a fost deloc consecvent. Nu numai că cantitatea de oxid de azot de la o anumită coș de fum a oscilat dramatic de la o sesiune de eșantionare la alta (momente fierbinți), dar cercetătorii au constatat că nu au putut prezice unde vor găsi punctele fierbinți pe teren la o anumită dată.

„Spațial și temporal, oxidul de azot a fost foarte variabil”, a spus Jang. „Într-o zi, punctul A ar fi avut un moment fierbinte, iar apoi, la următoarea măsurătoare, am fi găsit momente fierbinți în punctele B și C. Punctele fierbinți pur și simplu se deplasau”.

Modelele climatice globale

Această constatare este importantă, deoarece dacă studiile anterioare ar fi prelevat probe doar în câteva puncte sau la câteva date, estimările lor privind fluxul de oxid de azot ar fi putut fi complet eronate. Aceste măsurători informează modelele climatice globale care ne spun cât de repede vom ajunge la puncte critice de basculare, astfel încât este extrem de important ca acestea să fie cât mai exacte posibil.

„Acest proiect ne-a permis să captăm variațiile spațio-temporale și de gestionare pentru a furniza date standard de aur și o platformă pentru validarea emisiilor de gaze cu efect de seră la nivel de câmp”, a declarat coautorul studiului, DoKyoung Lee, profesor în științele culturilor la Illinois. „Acest lucru este necesar pentru ca practicile durabile să asigure atât cererea de alimente, cât și de bioenergie și să reducă la minimum emisiile în atmosferă”.

Rezultatele au arătat, de asemenea, modul în care sistemele de gestionare și de cultivare influențează emisiile de gaze cu efect de seră. Emisiile de dioxid de carbon au fost similare în cazul porumbului și al soiei, precum și în cazul culturilor de conservare și al culturilor fără arat, însă în cazul culturilor convenționale cu daltă și al culturilor continue de porumb s-au înregistrat concentrații mai mari. Oxidul de azot, pe de altă parte, a fost mult mai mare la porumb decât la soia, în condiții de conservare și fără cultivare a solului, și aproape peste limite la porumbul continuu în condiții de cultivare cu daltă.

„Poate că nu putem prezice unde și când oxidul de azot va crește, dar știm că gestionarea face diferența”, a declarat Jang. „În cazul porumbului continuu, fermierii trebuie să aplice cantități mari de îngrășăminte azotate, care se transformă în oxid de azot. Iar prelucrarea convențională a solului întrerupe suprafața solului și eliberează gaze. Știm ce trebuie să facem pentru a atenua aceste efecte.”