Naujas tyrimas rodo, kad intensyvių gyvulininkystės ūkių išsiskiriantis amoniakas gali žymiai padidinti netoliese esančių azoto suboksido – stiprių šiltnamio efektą sukeliančių dujų, prisidedančių prie klimato kaitos ir ozono sluoksnio nykimo, – išmetimą.
Tyrimas, paskelbtas žurnale „Nitrogen Cycle This“, rodo, kad atmosferos amoniako nusėdimas aplink gyvulininkystės ūkius gali skatinti dirvožemyje vykstančius mikrobinius procesus, dėl kurių susidaro azoto suboksidas, ir pabrėžia nepastebimą kelią, siejantį gyvulininkystės taršą su visuotiniu atšilimu.
Gyvulininkystė yra didžiausias amoniako išmetimo šaltinis pasaulyje. Kai amoniakas išsiskiria iš gyvulininkystės ir mėšlo saugyklų, jis gali keliauti oru ir nusėsti aplinkiniuose dirvožemiuose bei ekosistemose. Nors pats amoniakas nėra šiltnamio efektą sukeliančios dujos, mokslininkai jau seniai įtaria, kad jis gali netiesiogiai paveikti klimatą, pakeisdamas azoto ciklą dirvožemyje.
Norėdami ištirti šią galimybę, tyrėjai atliko lauko matavimus netoli didelio kiaulių fermos centrinėje Kinijoje. Jie stebėjo azoto suboksido išmetimą iš dirvožemio keliose vietose 50–500 metrų atstumu pavėjui nuo fermos ir užfiksavo natūralų amoniako nusėdimo gradientą kraštovaizdyje.
Rezultatai parodė aiškų modelį. Vietovėse, kuriose buvo didesnis amoniako nusėdimas, iš dirvožemio buvo pagaminta žymiai daugiau azoto suboksido.
„Mūsų rezultatai rodo, kad amoniako nusėdimas gyvulininkystės ūkiuose gali skatinti dirvožemio mikrobų aktyvumą ir padidinti azoto suboksido išmetimą“, – teigė tyrimo autorius Jianlin Shen. „Šis procesas yra svarbus, bet dažnai nepastebimas ryšys tarp amoniako taršos ir klimato kaitos.“
Azoto oksidas yra vienos stipriausių šiltnamio efektą sukeliančių dujų atmosferoje. Per 100 metų laikotarpį jo pasaulinio atšilimo potencialas yra beveik 300 kartų didesnis nei anglies dioksido. Tai taip pat yra labiausiai į aplinką išmetama ozono sluoksnį ardanti medžiaga šiandien.
Tyrėjai nustatė, kad azoto oksido išmetimas į dirvožemį nuolat mažėjo didėjant atstumui nuo kiaulių fermos. 500 metrų spinduliu nuo fermos bendras azoto oksido išmetimas buvo įvertintas maždaug 69,7 kilogramo azoto per metus. Tai atitiko apie 1,3 procento regione nusėdusio amoniakinio azoto ir todėl šiek tiek viršijo tarptautiniuose klimato vertinimuose paprastai naudojamą emisijos koeficientą.
Siekdama suprasti pagrindinį mechanizmą, komanda taip pat ištyrė mikrobų genus, atsakingus už azoto ciklą dirvožemyje. Jie atrado, kad amoniako nusėdimas padidino amoniaką oksiduojančių archėjų – mikroorganizmų, kurie amonį paverčia nitratu nitrifikacijos būdu, – gausą.
Šis mikrobų aktyvumas pasirodė esąs pagrindinis azoto oksido gamybos variklis.
„Kadangi amoniakas kaupiasi dirvožemyje, jis suteikia daugiau substrato nitrifikuojantiems mikrobams“, – aiškino Shen. „Šie mikrobai nitrifikacijos proceso metu kaip šalutinį produktą gamina azoto oksidą.“
Laboratoriniai eksperimentai patvirtino šį mechanizmą. Kai dirvožemis buvo aprūpintas amonio pagrindu pagamintais azoto šaltiniais, azoto oksido emisija buvo žymiai didesnė nei tada, kai buvo pridėta nitratų. Rezultatai rodo, kad amoniakas ir amonio nusėdimas gali padidinti azoto oksido gamybą labiau nei oksiduoto azoto patekimas.
Šie rezultatai pabrėžia platesnį amoniako išmetimo iš gyvulininkystės produkcijos poveikį aplinkai. Nors amoniako tarša dažnai tiriama dėl jos poveikio oro kokybei ir azoto nusėdimui ekosistemose, mažiau dėmesio skiriama jos galimam vaidmeniui didinant šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą.
„Šis tyrimas rodo, kad amoniako nusėdimas šalia gyvulininkystės ūkių gali būti antrinis žemės ūkio azoto suboksido išmetimo šaltinis“, – teigė Shen. „Todėl amoniako išmetimo iš gyvulininkystės sistemų sumažinimas galėtų padėti sušvelninti tiek oro taršą, tiek klimato kaitą.“
Kadangi gyvulininkystės produkcija visame pasaulyje toliau didėja, šių paslėptų ryšių tarp žemės ūkio išmetamųjų teršalų ir klimato procesų supratimas bus labai svarbus kuriant tvaresnes žemės ūkio sistemas.
kreditai
Wuying Yi Guoping Liu Man Kang Juan Wang Hongzhao Yuan Deli Chen Jinshui Wu ir Jianlin Shen
