Eliminacja ognisk emisji na fermach bydła w celu ograniczenia gazów cieplarnianych
Nawozy azotowe mają kluczowe znaczenie dla współczesnej produkcji żywności, jako że utrzymują zdrowie trawy przeznaczonej na paszę dla zwierząt i bezpośrednio wspomagają wzrost upraw. Azot jest jednak często dawkowany w większych ilościach niż wymagają tego rośliny, co może mieć negatywne konsekwencje środowiskowe, takie jak uwalnianie amoniaku, substancji zanieczyszczających powietrze, oraz wymywanie azotu z gleby do środowiska wodnego. To zaś może prowadzić do gęstego zakwitu glonów na powierzchni wody. „Dodatkowym problemem jest uwalnianie silnego gazu cieplarnianego – tlenku diazotu (N2O)”, zaznacza Karina Marsden, wykładowczyni i badaczka w dziedzinie nauki o glebie na Uniwersytecie w Bangor w Zjednoczonym Królestwie. „Podczas wypasu zwierzęta hodowlane spożywają azot zawarty w paszy. Około 90 % azotu jest następnie wydalane z powrotem na pastwisko. Azot ten jest skoncentrowany w plamach moczu w ilości znacznie przekraczającej zapotrzebowanie roślin, a nadmiar może zostać uwolniony do atmosfery w postaci N2O”. Kraje z całego świata wyznaczają sobie ambitne cele dotyczące ograniczenia całkowitej emisji gazów cieplarnianych, a sektor rolniczy będzie odgrywał ważną rolę w tym procesie. Kluczowym elementem tych działań może być ograniczenie emisji N2O pochodzącej z nawozów i odchodów zwierząt gospodarskich.
Identyfikacja ognisk emisji
Zespół finansowanego w ramach działania „Maria Skłodowska-Curie” projektu Target-N2O starał się znaleźć rozwiązanie tego problemu. Marsden, stypendystka programu, zauważyła, że krowy mają tendencję do gromadzenia się w określonych miejscach, takich jak bramy, koryta wodne i ścieżki. Następnie porównała emisję N2O z tych obszarów i z pastwisk, a także sprawdziła skuteczność ewentualnych ukierunkowanych działań mających na celu ograniczenie emisji. „Współpracowaliśmy z dwoma różnymi gospodarstwami mlecznymi w Australii i jednym w Zjednoczonym Królestwie”, mówi Marsden. „Zbadaliśmy próbki moczu bydła pozostawione w różnych miejscach gospodarstwa w celu ilościowego określenia emisji N2O oraz oceniliśmy fizyczne, chemiczne i biologiczne właściwości gleby”. Przeanalizowano również kolonie mikroorganizmów, aby sprawdzić, jak reagują one na mocz osadzający się na ziemi. Następnie Marsden zastosowała modelowanie symulacyjne, aby uzyskać lepszy obraz skoncentrowanej emisji N2O pochodzącej z niektórych części gospodarstwa. „Aby określić obszary, na jakich koncentrować powinny się działania łagodzące, należy możliwie najdokładniej ocenić źródła emisji”, dodaje Marsden.
Strategie łagodzenia oparte na wiedzy
Wykorzystując tę wiedzę, Marsden zbadała skuteczność dodatku do gleby, inhibitora nitryfikacji, aby sprawdzić, czy zastosowanie go w niektórych miejscach na gospodarstwie może przyczynić się do ograniczenia emisji. „W badaniach terenowych udało mi się wykazać, że aplikowanie inhibitorów nitryfikacji na plamy moczu znajdujące się w pobliżu bramy, nie jest tak skuteczne, jak w przypadku stosowania ich na standardowym pastwisku”, mówi badaczka. „Chcąc wyeliminować te ogniska emisji, musimy zatem dostosować stężenie inhibitorów azotu lub poszukać innych rozwiązań. Mam nadzieję, że w przyszłości uda mi się zbadać tę kwestię”. Marsden rozważa obecnie alternatywne scenariusze obniżania emisji w gospodarstwach. Możliwe rozwiązania obejmują między innymi wirtualne ogrodzenia, które odgradzają rozpoznane ogniska emisji. Korzystna może być także zmiana położenia koryt z paszą i wodą. Gospodarstwa mogą również rozważyć wstawienie dodatkowych bram, aby umożliwić szybszą regenerację gleby i roślinności na obszarach ogniskowych. „Mam nadzieję, że ten projekt przyczynił się do poprawy precyzyjności ilościowego określania emisji N2O pochodzących z systemów wypasu”, podsumowuje Marsden. „Pomoże to ukierunkować strategie łagodzenia skutków, które pozwolą na możliwie największą redukcję emisji w gospodarstwach rolnych”.
Słowa kluczowe
Target-N2O, azot, nawozy, rolnictwo, uprawy, bydło, amoniak, zanieczyszczenie, gaz cieplarniany
