¿Por qué realizar pruebas de gas N2O?

La razón no es difícil de encontrar: según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático

Según el Consejo Internacional de Cooperación en Patentes (IPCC), entre el 16% y el 27% de las emisiones del cambio climático provocadas por el hombre están relacionadas con la agricultura.

Sin embargo, la mayoría de estas emisiones no son el conocido dióxido de carbono, culpable del calentamiento global.

Se trata de un gas completamente distinto: el óxido nitroso (N2O).

El N2O es lo que conocemos como "gas de la risa", dijo el investigador de contaminación por nutrientes de la Universidad de Nueva York y de la Iniciativa Internacional del Nitrógeno.

(Iniciativa Internacional de Nitrógeno, un grupo centrado en la investigación y la formulación de políticas sobre la contaminación por nitrógeno)

David Kanter, vicepresidente del Fondo Monetario Internacional, cree que no está recibiendo la atención que merece. Dijo:

Este gas de efecto invernadero suele olvidarse. Sin embargo, a nivel molecular, el N₂O desempeña un papel importante en el calentamiento de la atmósfera.

Es aproximadamente 300 veces más potente que el dióxido de carbono.

Al igual que el dióxido de carbono, tiene una larga vida útil y permanece en el aire durante un promedio de 114 años antes de descomponerse.

También daña la capa de ozono. En resumen, el impacto del óxido nitroso en el clima no puede subestimarse. Los científicos del IPCC estiman que

El N2O representa aproximadamente el 6% de las emisiones de gases de efecto invernadero, y aproximadamente tres cuartas partes de estas emisiones de N2O provienen de la agricultura.

A pesar de su importante contribución al cambio climático, los responsables políticos aún no han abordado directamente las emisiones de N2O.

El N₂O sigue acumulándose. Una revisión de 2020 de las fuentes y sumideros de N₂O reveló que, durante los últimos 40 años, el N₂O

Las emisiones aumentaron un 30%, casi superando el escenario de emisiones más alto posible del IPCC. La culpa es de las tierras agrícolas.

suelos, especialmente debido al uso masivo mundial de fertilizantes nitrogenados sintéticos.

Hoy en día, los científicos están probando diversos métodos para tratar el suelo o ajustar las prácticas agrícolas para reducir la producción de N2O.

Mike, ecólogo agrícola y científico del suelo en la Universidad Estatal de Iowa

“Cualquier cosa que pueda mejorar la eficiencia de los fertilizantes será muy importante”, afirmó Michael Castellano, experto en el uso de fertilizantes.

Será de gran ayuda.”

Un ciclo del nitrógeno desequilibrado

El ciclo del nitrógeno de la Tierra se ha desequilibrado debido a la actividad humana. Antes del auge de la agricultura moderna, las granjas...

La mayor parte del nitrógeno disponible para las plantas proviene del compost, el estiércol y los microorganismos fijadores de nitrógeno, que absorben el gas nitrógeno (N2) y lo convierten en

Se convierte en amonio, un nutriente soluble que puede ser absorbido por las raíces de las plantas.

Esto cambió con la llegada del Proceso Haber-Bosch.

Esto permite producir fertilizantes de amoniaco en grandes cantidades a escala industrial.

El uso generalizado de fertilizantes sintéticos ha aumentado el rendimiento de los cultivos y alimentado a la población mundial. Pero el exceso de nitratos y amonio también ha...

La producción de fertilizantes de amoníaco representa aproximadamente el 1% del consumo energético mundial y de las emisiones de dióxido de carbono.

1,4% (el proceso requiere calentar el nitrógeno y someterlo a presiones de hasta 400 atmósferas, por lo que es muy intensivo energéticamente).

Más importante aún, los fertilizantes pueden provocar un aumento de las emisiones de N2O porque los agricultores suelen aplicar fertilizantes en grandes cantidades varias veces al año.

Se aplica fertilizante nitrogenado pero los cultivos no pueden absorberlo totalmente.

Si las raíces de las plantas no pueden absorber completamente estos fertilizantes, algunos de ellos se filtrarán a los campos y contaminarán los cursos de agua.

El resto es absorbido por una serie de microorganismos del suelo, que convierten el amoníaco en nitrito y luego en ácido nítrico.

La sal se convierte entonces en nitrógeno. Durante este proceso, varios pasos pueden producir N₂O como subproducto.

El exceso de fertilizantes puede causar contaminación, incluyendo la formación de N₂O. Los fertilizantes pueden estar compuestos por grupos amonio o nitrato.

Cuando las raíces no absorben todos los nutrientes, el fertilizante restante sufre una serie de transformaciones mediadas por microbios.

La mayor parte del nitrógeno se encuentra en forma de gas nitrógeno (N2) y una pequeña cantidad se encuentra en forma de N2O (un potente gas de efecto invernadero).

Regreso a la atmósfera.

Para reducir las emisiones de N2O, se pueden asignar cuidadosamente los fertilizantes según las necesidades de los cultivos o encontrar formas de mantener los rendimientos y ahorrar fertilizantes.

Para ello, los científicos están probando diversos métodos. Una estrategia de investigación actual es utilizar precisión

Tecnología agrícola que utiliza teledetección para determinar cuándo y dónde agregar nitrógeno a los campos y cuánto agregar.

Otro enfoque es utilizar inhibidores de la nitrificación: sustancias que inhiben la reacción mediante la cual los microorganismos convierten el nitrógeno amónico en nitrógeno nítrico.

Productos químicos que bloquean la producción de N2O y mantienen el nitrógeno en el suelo para que las plantas crezcan durante un período de tiempo más largo.

usar.

Según el Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA),

En 2018, los investigadores del Instituto de Análisis de Sistemas estimaron que para 2030, si estas dos tecnologías se adoptaban ampliamente,

Este enfoque reduciría las emisiones de N₂O en aproximadamente un 26 % en comparación con las prácticas actuales. Pero los investigadores afirman que para ayudar

Estas medidas no son suficientes para alcanzar los objetivos de emisiones de gases de efecto invernadero establecidos en el Acuerdo climático de París.

Explorando otras estrategias.

Un enfoque posible es aprovechar el potencial de ciertos microorganismos para suministrar nitrógeno directamente a las plantas, como lo hacen las bacterias fijadoras de nitrógeno con la soja.

"Hay una verdadera mina de oro en el suelo", dijo Isai Sa

Isai Salas-González, editor de 2020 de Annals of Microbiology, dijo:

Uno de los autores de un artículo sobre los microbiomas de las plantas en el Journal of Microbiology y un reciente

Justo en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill

Un biólogo computacional que completó su doctorado.

Siguiendo esta línea de pensamiento, desde 2019, Pivot Bio ha lanzado un producto llamado Pivot Bio

Se dice que el producto microbiano de Proven funciona vertiendo el inóculo en el surco donde se plantan las semillas de maíz.

Establece una relación simbiótica con las raíces de los cultivos. (Para el sorgo, el trigo, la cebada y el arroz, la empresa también planea

Los microorganismos “alimentan” a las plantas con un poco de nitrógeno cada vez a cambio de los azúcares exudados por las plantas.

Esto reducirá la necesidad de fertilizantes sintéticos, dijo Karsten Temme, CEO de Pivot Bio.

Dicho.

Taimi dijo que los científicos de la compañía descubrieron esto al aislar una cepa de Kosakonia cuyo genoma ya tenía la capacidad de fijar nitrógeno.

sacchari para elaborar el inóculo. Aunque estos genes no estaban inicialmente activos en condiciones de campo,

Pero usando la edición genética, los científicos pudieron reactivar un conjunto de 18 genes para que

Incluso en presencia de fertilizantes sintéticos, se puede sintetizar nitrogenasa.

"Comienzan a sintetizar esta enzima", dijo Tammy.

Steven Hall, un biogeoquímico de la Universidad Estatal de Iowa, está utilizando actualmente grandes

El producto se probó en pequeños contenedores del tamaño de un cubo de basura. Se sembró maíz en los contenedores y los investigadores colocaron el inóculo en ellos.

Luego se trató el suelo con diferentes dosis de fertilizantes sintéticos y se evaluó el rendimiento del maíz, la producción de N2O y la

Aunque los resultados de las pruebas aún no están disponibles, Hall dijo que para "microbianos

La hipótesis de que la biomasa reduce la necesidad de fertilizantes y, por lo tanto, reduce las emisiones de N2O ha sido

“Los resultados preliminares respaldan esto”.

Un investigador de la Universidad Estatal de Iowa en acción. Para medir la liberación de N₂O, los científicos utilizan

Se utiliza una caja cerrada para recoger las emisiones del suelo de la que luego se toman muestras.

Pero algunos científicos del suelo y microbiólogos se muestran escépticos ante esta solución rápida que involucra microbios.

Tulum Ma, estudiante de posgrado en microbiología ambiental en la Universidad de Guelph, Canadá

Tolu Mafa-Attoye dice que los "biofertilizantes" como éste han tenido un éxito desigual.

tasa, que depende del suelo y del medio en el que se aplica.

Por ejemplo, en un estudio sobre un campo de trigo, la inoculación con microorganismos beneficiosos aumentó el crecimiento de las plantas, pero produjo

Todavía hay muchas incógnitas, como escribieron los colegas de Marfa-Atoyeh en Guelph en febrero.

En Fronteras en Sistemas Alimentarios Sostenibles

Por ejemplo, si los microorganismos tendrán un impacto negativo en la ecología del suelo o si serán reemplazados por microorganismos autóctonos.

derrotar.

Caroline Orr, microbióloga de la Universidad de Teesside en el Reino Unido, dijo:

Orr, profesor de biotecnología en la Universidad de Wisconsin-Madison, dice que en lugar de añadir nuevos microbios, es mejor estimular el crecimiento de los microbios deseados que ya están en el suelo.

Se descubrió que la reducción en el uso de pesticidas condujo a comunidades microbianas más diversas y a una fijación de nitrógeno más natural.

Además, la producción de N2O está influenciada por el carbono, el oxígeno y el nitrógeno, todos ellos afectados por el uso de fertilizantes, el riego y la labranza.