Por que testar a presença de gás N2O?

O motivo não é difícil de encontrar: De acordo com o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas

Segundo o Conselho Internacional de Cooperação em Matéria de Patentes (IPCC), entre 16% e 27% das emissões de gases de efeito estufa causadas pela atividade humana estão relacionadas à agricultura.

No entanto, a maior parte dessas emissões não é o dióxido de carbono que conhecemos e que é o culpado pelo aquecimento global.

Trata-se de um gás completamente diferente: o óxido nitroso (N2O).

O N2O é o que conhecemos como "gás hilariante", afirmou um pesquisador de poluição por nutrientes da NYU e da Iniciativa Internacional do Nitrogênio.

(Iniciativa Internacional do Nitrogênio, um grupo focado em pesquisa e formulação de políticas sobre poluição por nitrogênio)

David Kanter, vice-presidente do Fundo Monetário Internacional, acredita que o assunto não está recebendo a atenção que merece. Ele disse:

“Este gás de efeito estufa é frequentemente esquecido.” No entanto, em nível molecular, o N2O desempenha um papel significativo no aquecimento da atmosfera.

É aproximadamente 300 vezes mais potente que o dióxido de carbono.

Assim como o dióxido de carbono, ele tem uma longa vida útil, permanecendo no ar por uma média de 114 anos antes de se decompor.

Além disso, contribui para a destruição da camada de ozono. Em suma, o impacto do óxido nitroso no clima não pode ser subestimado. Os cientistas do IPCC estimam que

O N2O é responsável por cerca de 6% das emissões de gases de efeito estufa, e aproximadamente três quartos dessas emissões de N2O provêm da agricultura.

Apesar de sua importante contribuição para as mudanças climáticas, os formuladores de políticas ainda não abordaram diretamente as emissões de N2O.

O N2O continua se acumulando. Uma revisão de 2020 sobre fontes e sumidouros de N2O constatou que, nos últimos 40 anos, o N2O

As emissões aumentaram 30%, quase ultrapassando o cenário de emissões mais pessimista do IPCC. O culpado é a terra agrícola.

solos – especialmente devido ao uso global massivo de fertilizantes nitrogenados sintéticos.

Atualmente, os cientistas estão experimentando diversos métodos de tratamento do solo ou de ajuste das práticas agrícolas para reduzir a produção de N2O.

Mike, um ecologista agrícola e cientista do solo da Universidade Estadual de Iowa.

“Qualquer coisa que possa melhorar a eficiência dos fertilizantes será muito importante”, disse Michael Castellano, especialista em uso de fertilizantes.

Será de grande ajuda.”

Um ciclo de nitrogênio desequilibrado

O ciclo do nitrogênio na Terra foi desequilibrado pela atividade humana. Antes do surgimento da agricultura moderna, as fazendas

A maior parte do nitrogênio disponível para as plantas provém de composto, esterco e microrganismos fixadores de nitrogênio, que absorvem o gás nitrogênio (N2) e o convertem em nitrogênio.

Ele é convertido em amônio, um nutriente solúvel que pode ser absorvido pelas raízes das plantas.

Isso mudou com o advento do Processo Haber-Bosch.

Isso possibilita a produção de fertilizante de amônio em grandes quantidades em escala industrial.

O uso generalizado de fertilizantes sintéticos aumentou a produtividade agrícola e alimentou a população mundial. Mas o excesso de nitratos e amônio também tem contribuído para o problema.

A produção de fertilizantes à base de amônio representa cerca de 1% do consumo global de energia e das emissões de dióxido de carbono.

1,4% (o processo requer o aquecimento do nitrogênio e sua submissão a pressões de até 400 atmosferas, sendo, portanto, muito intensivo em energia).

Mais importante ainda, os fertilizantes podem levar ao aumento das emissões de N2O, porque os agricultores costumam aplicá-los em grandes quantidades várias vezes ao ano.

O fertilizante nitrogenado é aplicado, mas não pode ser totalmente absorvido pelas culturas.

Se esses fertilizantes não puderem ser totalmente absorvidos pelas raízes das plantas, parte deles escorrerá para os campos e poluirá os cursos d'água.

O restante é absorvido por uma variedade de microrganismos do solo, que convertem a amônia em nitrito e, em seguida, em ácido nítrico.

O sal é então convertido em nitrogênio. Durante esse processo, várias etapas podem produzir N2O como subproduto.

O uso excessivo de fertilizantes pode causar poluição, incluindo a formação de N2O. Os fertilizantes podem ser compostos por grupos de amônio ou nitrato.

Quando as raízes não absorvem todos os nutrientes, o fertilizante restante passa por uma série de transformações mediadas por microrganismos.

A maior parte do nitrogênio está na forma de gás nitrogênio (N2), e uma pequena quantidade está na forma de N2O (um potente gás de efeito estufa).

Retorne à atmosfera.

Para reduzir as emissões de N2O, pode-se alocar cuidadosamente os fertilizantes de acordo com as necessidades da cultura ou encontrar maneiras de manter a produtividade e economizar fertilizantes.

Para isso, os cientistas estão experimentando vários métodos. Uma estratégia de pesquisa atual é o uso de precisão.

Tecnologia agrícola que utiliza sensoriamento remoto para determinar quando e onde adicionar nitrogênio aos campos, e em que quantidade.

Outra abordagem é usar inibidores de nitrificação – substâncias que inibem a reação pela qual os microrganismos convertem o nitrogênio amoniacal em nitrogênio nitrato.

Substâncias químicas que bloqueiam a produção de N2O e retêm o nitrogênio no solo para que as plantas cresçam por um período mais longo.

usar.

De acordo com o Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados (IIASA),

Em 2018, pesquisadores do Instituto de Análise de Sistemas estimaram que, até 2030, se essas duas tecnologias fossem amplamente adotadas,

Essa abordagem reduziria as emissões de N2O em cerca de 26% em comparação com as práticas atuais. Mas os pesquisadores dizem que, para ajudar

Essas medidas não são suficientes para atingir as metas de redução de gases de efeito estufa estabelecidas no Acordo de Paris sobre o Clima.

Explorando outras estratégias.

Uma possível abordagem é aproveitar o potencial de certos microrganismos para fornecer nitrogênio diretamente às plantas, como fazem as bactérias fixadoras de nitrogênio com a soja.

"Existe uma verdadeira mina de ouro no solo", disse Isai Sa.

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

Um dos autores de um artigo sobre microbiomas de plantas no Journal of Microbiology e um recente

Apenas na Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill.

Um biólogo computacional que concluiu seu doutorado.

Seguindo essa linha de raciocínio, desde 2019, a Pivot Bio lançou um produto chamado Pivot Bio.

O produto microbiano da Proven funciona, segundo informações, despejando o inoculante no sulco onde as sementes de milho são plantadas.

Ela estabelece uma relação simbiótica com as raízes das culturas. (Para sorgo, trigo, cevada e arroz, a empresa também planeja)

Os microrganismos "alimentam" as plantas com um pouco de nitrogênio de cada vez, em troca de açúcares excretados pelas plantas.

Isso reduzirá a necessidade de fertilizantes sintéticos, afirmou Karsten Temme, CEO da Pivot Bio.

Disse.

Taimi afirmou que os cientistas da empresa descobriram isso ao isolar uma cepa de Kosakonia cujo genoma já possuía a capacidade de fixar nitrogênio.

cepas de sacchari para produzir o inóculo. Embora esses genes não estivessem originalmente ativos em condições de campo,

Mas, usando a edição genética, os cientistas conseguiram reativar um conjunto de 18 genes, de modo que

Mesmo na presença de fertilizantes sintéticos, a nitrogenase pode ser sintetizada.

"Eles começam a sintetizar essa enzima", disse Tammy.

Steven Hall, um biogeoquímico da Universidade Estadual de Iowa, está atualmente usando grandes

O produto foi testado em pequenos recipientes do tamanho de latas de lixo. O milho foi plantado nesses recipientes e os pesquisadores colocaram o inoculante dentro deles.

O solo foi então tratado com diferentes doses de fertilizantes sintéticos e a produtividade do milho, a produção de N2O e o

Embora os resultados dos testes ainda não estejam disponíveis, Hall afirmou que para "microbianos"

A hipótese de que a biomassa reduz a necessidade de fertilizantes e, portanto, reduz as emissões de N2O tem sido

Os resultados preliminares corroboram essa hipótese.”

Um pesquisador da Universidade Estadual de Iowa em ação. Para medir a liberação de N2O, os cientistas usam

Uma caixa fechada é usada para coletar emissões do solo, das quais são posteriormente retiradas amostras.

Mas alguns cientistas do solo e microbiologistas estão céticos quanto a essa solução rápida que envolve micróbios.

Tulum Ma, estudante de pós-graduação em microbiologia ambiental na Universidade de Guelph, Canadá.

Tolu Mafa-Attoye afirma que os "biofertilizantes" como este têm apresentado resultados variáveis.

A taxa de aplicação depende do solo e do ambiente em que é realizada.

Por exemplo, em um estudo com trigo, a inoculação com microrganismos benéficos aumentou o crescimento das plantas, mas produziu

Ainda há muitas incógnitas, como escreveram os colegas de Marfa-Atoyeh em Guelph, em fevereiro.

Em Fronteiras em Sistemas Alimentares Sustentáveis

Por exemplo, se os microrganismos terão um impacto negativo na ecologia do solo ou se serão substituídos por microrganismos nativos.

bater.

Caroline Orr, microbiologista da Universidade de Teesside, no Reino Unido, disse:

Orr, professor de biotecnologia na Universidade de Wisconsin-Madison, afirma que, em vez de adicionar novos micróbios, é melhor estimular o crescimento dos micróbios desejados que já estão presentes no solo.

Constatou-se que a redução do uso de pesticidas levou a comunidades microbianas mais diversas e a uma maior fixação natural de nitrogênio.

Além disso, a produção de N2O é influenciada por carbono, oxigênio e nitrogênio – todos afetados pelo uso de fertilizantes, irrigação e preparo do solo.