Russell Ranch forsøgsgård på UC Davis. Kredit:Maya Almaraz
En tidligere ukendt kilde til nitrogenoxid bidrager med op til omkring 40 procent af NOx -emissionerne i Californien, ifølge en undersøgelse ledet af University of California, Davis. Undersøgelsen sporer emissionerne til befrugtede jordarter i Central Valley -regionen.
I undersøgelsen, offentliggjort 31. januar i tidsskriftet Videnskab fremskridt , forfatterne sammenlignede computermodeller med estimater indsamlet fra videnskabelige flyvninger over San Joaquin -dalen. Både model- og flyvedata tyder på, at mellem 25 og 41 procent af NOx -emissionerne kommer fra jord med tung nitrogengødningsapplikationer.
Landlig smogkilde
Smogdannende nitrogenoxider, eller NOx, er en familie af luftforurenende kemiske forbindelser. De er centrale for dannelsen af ozon på jorden og bidrager til sundhedsskadelige virkninger, såsom hjertesygdomme, astma og andre luftvejsproblemer. NOx er en primær komponent i luftforurening, som Verdenssundhedsorganisationen anslår, forårsager 1 ud af 8 dødsfald på verdensplan.
Fossile brændstoffer har længe været anerkendt som en stor bidragyder til NOx -forurening. Teknologier som katalysatoren har bidraget kraftigt til at reducere NOx fra biler i byområder. Men nogle af statens værste luftkvalitetsproblemer er nu i landdistrikterne, især Central Valley -regionen, som er hjemsted for nogle af de fattigste samfund i Californien.
Dette korts farver angiver niveauer af NOx -emissioner i Californien. Kredit:UC Davis
Mere mad, mindre forurening
Central Valley er også et af verdens mest produktive landbrugsområder. Omkring halvdelen af frugterne og nødderne produceret i USA dyrkes der. Dette omfatter næsten alle nationens mandler, valnødder, rosiner, avocado, og tomater.
"Vi skal øge den mad, vi laver, "sagde hovedforfatter Maya Almaraz, en National Science Foundation postdoktor i UC Davis professor Ben Houltons laboratorium. "Vi skal gøre det på den jord, vi har. Men vi skal gøre det ved hjælp af forbedrede teknikker."
Dette korts farver angiver områder med gødningsapplikationer i Californien. Kredit:UC Davis
Potentielle løsninger
Undersøgelsen foreslår mulige løsninger til reduktion af NOx -jordemissioner, primært gennem forskellige former for gødningshåndtering.
Kun omkring halvdelen af nitrogengødningen, der påføres afgrøder, bruges af planten. Men gødning med langsom frigivelse, der leverer næringsstoffer på en måde, der mere efterligner naturen, har vist sig at forbedre afgrødernes effektivitet ved brug af nitrogen, reducere emissioner af nitrogen i miljøet.
Sunde jordbundsprogrammer, der genopretter kulstof i jorden, kan også hjælpe med at bekæmpe klimaændringer og vil sandsynligvis øge næringsstofretentionen og cykle til afgrøder.
Og præcisionslandbrugspraksis hjælper med at forbedre vand- og gødningseffektiviteten, især i flerårige afgrøder, såsom mandler.
Bygger på arbejde i bevægelse
Staten begyndte også i år et program, hvor avlere arbejder i koalitioner for at indsamle oplysninger om effektiv brug af kvælstof, så de kan evaluere, hvordan og hvor staten har brug for at styre nitrogen i landbrugsområder. Dette arbejde sigter mod at reducere nitrat i grundvandet, men det kan have en dobbelt fordel ved at reducere NOx -emissioner.
"Da denne NOx -kilde kan forblive lokal, stort set i landbrugssamfund i landdistrikterne, vi er nødt til at udvikle en slags 'katalysator' til jord og gårde, "sagde seniorforfatter Houlton, en professor ved UC Davis Department of Land, Luft- og vandressourcer, og direktør for John Muir Institute of the Environment. "Det er kritisk, at nye politikker fokuserer på incitamenter til at bringe de nyeste næringsstofstyringsteknologier til gårde, så avlere kan producere mad mere effektivt, øge deres bundlinje og forbedre sundhed i landdistrikterne. "