Un nuovo studio dimostra che l'ammoniaca rilasciata dagli allevamenti intensivi può aumentare significativamente le emissioni di protossido di azoto nelle vicinanze, un potente gas serra che contribuisce al cambiamento climatico e all'impoverimento dello strato di ozono.
La ricerca, pubblicata su Nitrogen Cycle This, dimostra che la deposizione atmosferica di ammoniaca intorno agli allevamenti può stimolare i processi microbici nel suolo che producono protossido di azoto, evidenziando un percorso trascurato che collega l'inquinamento causato dagli allevamenti al riscaldamento globale.
L'allevamento del bestiame è la principale fonte di emissioni di ammoniaca a livello mondiale. Quando l'ammoniaca fuoriesce dagli allevamenti e dai depositi di letame, può disperdersi nell'aria e depositarsi sui terreni e sugli ecosistemi circostanti. Sebbene l'ammoniaca di per sé non sia un gas serra, gli scienziati sospettano da tempo che possa influenzare indirettamente il clima alterando il ciclo dell'azoto nel suolo.
Per indagare su questa possibilità, i ricercatori hanno condotto misurazioni sul campo vicino a un grande allevamento di suini nella Cina centrale. Hanno monitorato le emissioni di protossido di azoto dal suolo in diverse località situate tra i 50 e i 500 metri sottovento all'allevamento e hanno registrato il gradiente naturale di deposizione di ammoniaca nel paesaggio.
I risultati hanno mostrato uno schema chiaro. Le aree con una maggiore deposizione di ammoniaca hanno prodotto una quantità significativamente maggiore di protossido di azoto dal suolo.
"I nostri risultati dimostrano che la deposizione di ammoniaca negli allevamenti può stimolare l'attività microbica del suolo e portare a un aumento delle emissioni di protossido di azoto", ha affermato Jianlin Shen, autore principale dello studio. "Questo processo rappresenta un collegamento importante, ma spesso trascurato, tra l'inquinamento da ammoniaca e il cambiamento climatico".
Il protossido di azoto è uno dei gas serra più potenti presenti nell'atmosfera. Nell'arco di 100 anni, il suo potenziale di riscaldamento globale è quasi 300 volte superiore a quello dell'anidride carbonica. È inoltre la sostanza che riduce lo strato di ozono più diffusa al giorno d'oggi.
I ricercatori hanno scoperto che le emissioni di protossido di azoto nel suolo diminuivano costantemente con l'aumentare della distanza dall'allevamento di suini. Entro un raggio di 500 metri dall'allevamento, le emissioni totali di protossido di azoto sono state stimate in circa 69,7 chilogrammi di azoto all'anno. Ciò corrispondeva a circa l'1,3% dell'azoto ammoniacale depositato nella regione ed era quindi leggermente superiore al fattore di emissione tipicamente utilizzato nelle valutazioni climatiche internazionali.
Per comprendere il meccanismo alla base di questo fenomeno, il team ha anche esaminato i geni microbici responsabili del ciclo dell'azoto nel suolo. Hanno scoperto che la deposizione di ammoniaca aumentava l'abbondanza di archei ossidanti l'ammoniaca, microrganismi che convertono l'ammonio in nitrato attraverso un processo noto come nitrificazione.
Questa attività microbica si è rivelata un fattore determinante nella produzione di protossido di azoto.
"Con l'accumulo di ammoniaca nel terreno, aumenta il substrato a disposizione dei microrganismi nitrificanti", ha spiegato Shen. "Questi microrganismi, a loro volta, producono protossido di azoto come sottoprodotto durante il processo di nitrificazione."
Esperimenti di laboratorio hanno confermato questo meccanismo. Quando ai terreni venivano fornite fonti di azoto a base di ammonio, le emissioni di protossido di azoto risultavano significativamente più elevate rispetto a quando veniva aggiunto nitrato. I risultati suggeriscono che la deposizione di ammoniaca e ammonio può aumentare la produzione di protossido di azoto in misura maggiore rispetto all'apporto di azoto ossidato.
I risultati sottolineano il più ampio impatto ambientale delle emissioni di ammoniaca derivanti dall'allevamento del bestiame. Sebbene l'inquinamento da ammoniaca sia spesso studiato per i suoi effetti sulla qualità dell'aria e sulla deposizione di azoto negli ecosistemi, minore attenzione è stata dedicata al suo potenziale ruolo nell'amplificazione delle emissioni di gas serra.
"Questo studio suggerisce che la deposizione di ammoniaca in prossimità degli allevamenti potrebbe fungere da fonte secondaria di emissioni di protossido di azoto in agricoltura", ha affermato Shen. "Ridurre le emissioni di ammoniaca provenienti dagli allevamenti potrebbe quindi contribuire a mitigare sia l'inquinamento atmosferico che i cambiamenti climatici."
Poiché la produzione animale continua ad aumentare in tutto il mondo, comprendere questi legami nascosti tra le emissioni agricole e i processi climatici sarà fondamentale per lo sviluppo di sistemi agricoli più sostenibili.
Crediti
Wuying Yi Guoping Liu Man Kang Juan Wang Hongzhao Yuan Deli Chen Jinshui Wu e Jianlin Shen
