Lachgas (N ₂ O) (beter bekend als lachgas) levert een krachtige bijdrage aan de opwarming van de aarde. Het is 265 keer effectiever in het vasthouden van warmte in de atmosfeer dan koolstofdioxide en tast onze ozonlaag aan.

Mensgedreven N ₂ O-emissies groeien al decennia onverminderd, maar we hebben misschien ernstig onderschat met hoeveel. In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Natuur Klimaatverandering , we ontdekten dat de wereldwijde uitstoot hoger is en sneller groeit dan wordt gerapporteerd.

Hoewel duidelijk slecht nieuws voor de strijd tegen klimaatverandering, sommige landen laten vooruitgang zien bij het verminderen van N ₂ O emissies, zonder de ongelooflijke oogstopbrengsten op te offeren die mogelijk zijn door stikstofmeststoffen. Die landen bieden inzichten voor de rest van de wereld.

De Groene Revolutie

Er zijn een aantal natuurlijke en menselijke bronnen van N ₂ O emissies, die al millennia relatief stabiel zijn gebleven. Echter, in het begin van de 20e eeuw werd het Haber-Bosch-proces ontwikkeld, waardoor de industrie moleculaire stikstof uit de atmosfeer chemisch kan synthetiseren om stikstofmeststof te creëren.

Deze vooruitgang was het begin van de Groene Revolutie, een van de grootste en snelste menselijke revoluties van onze tijd. Gewasopbrengsten over de hele wereld zijn vele malen toegenomen door het gebruik van stikstofmeststoffen en andere verbeterde landbouwpraktijken.

Maar wanneer de bodem wordt blootgesteld aan overvloedige stikstof in zijn actieve vorm (zoals in kunstmest), er vinden microbiële reacties plaats waarbij N . vrijkomt ₂ O-emissies. Het onbeperkte gebruik in stikstofmeststoffen, daarom, zorgde voor een enorme stijging van de uitstoot.

N ₂ O is het op twee na belangrijkste broeikasgas na koolstofdioxide en methaan. Naast het vasthouden van warmte, het put ozon uit in de stratosfeer, bijdragen aan het ozongat. Eenmaal vrijgelaten in de atmosfeer, N ₂ O blijft al meer dan 100 jaar actief.

Emissies van bovenaf volgen

Conventionele analyse van N ₂ O-emissies door menselijke activiteiten worden geschat op basis van verschillende indirecte bronnen. Dit omvat rapportage per land, wereldwijde productie van stikstofmeststoffen, de areaalomvang van stikstofbindende gewassen en het gebruik van meststoffen.

Onze studie gebruikte in plaats daarvan werkelijke atmosferische concentraties van N ₂ O van tientallen meetstations over de hele wereld. Vervolgens hebben we atmosferische modellering gebruikt die verklaart hoe luchtmassa's over en tussen continenten bewegen om de verwachte emissies van specifieke regio's af te leiden.

We hebben globale N . gevonden ₂ O-emissies zijn de afgelopen twee decennia toegenomen en de snelste groei is sinds 2009. China en Brazilië zijn twee landen die eruit springen. Dit gaat gepaard met een spectaculaire toename van het gebruik van stikstofhoudende meststoffen en de uitbreiding van stikstofbindende gewassen zoals soja.

We vonden ook de gerapporteerde emissies voor die twee landen, gebaseerd op een methodologie die is ontwikkeld door het Intergouvernementeel Panel voor klimaatverandering, zijn aanzienlijk lager dan die afgeleid van N ₂ O-niveaus in de atmosfeer boven die regio's.

Deze mismatch lijkt voort te komen uit het feit dat de emissies in die regio's verhoudingsgewijs hoger zijn dan het gebruik van stikstofmeststoffen en mest. Dit wijkt af van de lineaire relatie die door de meeste landen wordt gebruikt om emissies te rapporteren.

Er blijkt een stikstofverleden te zijn dat planten niet meer effectief kunnen gebruiken. Zodra die drempel in akkerlanden is overschreden, N ₂ O-emissies groeien exponentieel.

De trends omkeren

N . verminderen ₂ O-emissies van de landbouw zullen een grote uitdaging zijn, gezien de verwachte wereldwijde bevolkingsgroei, vraag naar voedsel en op biomassa gebaseerde producten, waaronder energie.

Echter, alle toekomstige emissiescenario's in overeenstemming met de doelstellingen van de Overeenkomst van Parijs vereisen N ₂ O-emissies om te stoppen met groeien en, in de meeste gevallen, te dalen - tussen 10% en 30% tegen het midden van de eeuw.

interessant, emissies van de VS en Europa zijn al meer dan twee decennia niet toegenomen, toch stegen of bleven de gewasopbrengsten in deze regio's stabiel. Beide regio's hebben strenge regels opgesteld, grotendeels om overmatige ophoping van stikstof in de bodem en in waterlopen te voorkomen.

Deze gebieden en andere studies hebben het succes aangetoond van duurzamere landbouw bij het verminderen van de uitstoot en het verhogen van de gewasopbrengst en economische winst op bedrijfsniveau.

Er is een hele toolbox met opties beschikbaar om de efficiëntie van het stikstofgebruik te verhogen en N . te verminderen ₂ O-emissies:precisietoepassingen van stikstof in ruimte en tijd, het gebruik van N-fixerende gewassen in rotaties, verminderde grondbewerking of geen grondbewerking, voorkomen van wateroverlast, en het gebruik van nitrificatieremmers.

Regelgevingskaders hebben in een aantal landen win-winresultaten opgeleverd. Met intelligente aanpassingen aan de behoeften van verschillende landen en regio's, ze kunnen ook elders werken.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.