Stromen in landbouwgebieden stoten aanzienlijke hoeveelheden lachgas uit, een krachtig broeikasgas, blijkt uit nieuw onderzoek onder leiding van Zhongjie Yu, een hydroloog aan de Universiteit van Illinois Urbana-Champaign. In een recent onderzoek uitgevoerd in de bovenloop van een stroomgebied in Minnesota ontdekte Yu dat het water niveaus van opgelost lachgas bevatte die tienduizenden malen hoger waren dan wat onder normale atmosferische omstandigheden zou worden verwacht.
Yu, een assistent-professor bij de afdeling Natuurlijke Hulpbronnen en Milieuwetenschappen, en zijn team hebben twee artikelen gepubliceerd waarin wordt benadrukt dat het merendeel van deze emissies afkomstig is van nitrificatieprocessen in landbouwbodems. Dit fenomeen draagt bij aan een groter deel van het jaarlijkse lachgasbudget dan eerder werd geschat.
Traditioneel wordt de lachgasemissie rechtstreeks vanuit de bodem gemeten. Yu's onderzoek wijst echter op aanzienlijke emissies uit beken en rivieren die stikstofafvoer ontvangen van landbouwgronden. "Alleen focussen op bodememissies houdt geen rekening met het stikstofoxide dat verloren gaat voor stroomafwaartse ecosystemen", legde Yu uit. Zijn studies suggereren dat deze indirecte emissies tot een derde van de totale emissies in de Corn Belt-regio zouden kunnen uitmaken.
De landbouw is een bekende bron van lachgas, dat bijna 300 keer effectiever is in het vasthouden van warmte dan kooldioxide en lange tijd in de atmosfeer blijft. Het proces begint doorgaans wanneer op stikstof gebaseerde meststoffen op de velden worden toegepast. Hoewel een deel van de stikstof door gewassen wordt opgenomen, kan een aanzienlijk deel in nabijgelegen waterwegen worden gespoeld of door bodemmicroben worden omgezet in lachgas.
De bevindingen van Yu geven aan dat de conventionele aanpak voor het meten van lachgasemissies de bijdrage van beken en rivieren zou kunnen onderschatten. Door ons begrip van deze indirecte routes te verbeteren, kunnen nauwkeurigere regionale emissie-inventarissen worden ontwikkeld, wat helpt bij het ontwerpen van effectieve mitigatiestrategieën.
Het onderzoek identificeerde ook kritieke perioden en locaties voor de uitstoot van stikstofoxide, zoals na zware regenval of smeltende sneeuw en in gebieden met sterke hydrologische verbindingen tussen bodems en beken. Yu benadrukte het belang van gerichte mitigatie-inspanningen in deze tijden.
Naast praktische implicaties voor het landbouwbeheer onderstreept de studie de behoefte aan holistische benaderingen die rekening houden met zowel stikstof- als watercycli. Dit zou praktijken kunnen omvatten zoals het gebruik van winterbedekkingsgewassen of gecontroleerde irrigatie om uitspoeling te verminderen en de waterkwaliteit te verbeteren, wat ook kan helpen bij het verlagen van de uitstoot van broeikasgassen.
De bevindingen uit deze onderzoeken, ondersteund door de National Science Foundation en andere internationale financieringsinstanties, zijn gepubliceerd inMilieuwetenschappen en technologieEnGeofysische onderzoeksbrieven. Verder onderzoek zal worden voortgezet in een netwerk van zeven torens om een breder inzicht te krijgen in de regionale impact van deze emissies.
