تنبعث من مجاري المياه في المناطق الزراعية كميات كبيرة من أكسيد النيتروز، وهو أحد غازات الدفيئة القوية، وفقًا لبحث جديد بقيادة تشونغجي يو، عالم الهيدرولوجيا في جامعة إلينوي أوربانا شامبين. وفي دراسة حديثة أجريت في الروافد العليا لمستجمعات المياه في ولاية مينيسوتا، وجد يو أن المياه تحتوي على مستويات من أكسيد النيتروز المذاب أعلى بعشرات الآلاف من المرات مما يمكن توقعه في ظل الظروف الجوية العادية.
نشر يو، الأستاذ المساعد في قسم الموارد الطبيعية وعلوم البيئة، وفريقه ورقتين بحثيتين تسلطان الضوء على أن غالبية هذه الانبعاثات مستمدة من عمليات النترجة في التربة الزراعية. وتساهم هذه الظاهرة بجزء أكبر من ميزانية أكسيد النيتروز السنوية مما كان مقدرا في السابق.
تقليديا، تم قياس انبعاثات أكسيد النيتروز مباشرة من التربة. ومع ذلك، يشير بحث يو إلى انبعاثات كبيرة من الجداول والأنهار التي تستقبل جريان النيتروجين من الأراضي الزراعية. وأوضح يو أن "التركيز فقط على انبعاثات التربة لا يأخذ في الاعتبار فقدان أكسيد النيتروز في النظم البيئية في اتجاه مجرى النهر". وتشير دراساته إلى أن هذه الانبعاثات غير المباشرة يمكن أن تشكل ما يصل إلى ثلث إجمالي الانبعاثات في منطقة حزام الذرة.
والزراعة مصدر معروف لأكسيد النيتروز، وهو أكثر فعالية بنحو 300 مرة في حبس الحرارة من ثاني أكسيد الكربون، ويبقى في الغلاف الجوي لفترات طويلة. تبدأ العملية عادة عندما يتم تطبيق الأسمدة النيتروجينية على الحقول. وبينما تمتص المحاصيل بعضًا من النيتروجين، يمكن غسل جزء كبير منه في المجاري المائية القريبة أو تحويله إلى أكسيد النيتروز بواسطة ميكروبات التربة.
وتشير النتائج التي توصل إليها يو إلى أن النهج التقليدي لقياس انبعاثات أكسيد النيتروز قد يقلل من تقدير مساهمة الجداول والأنهار. ومن خلال تحسين فهمنا لهذه المسارات غير المباشرة، يمكن وضع قوائم أكثر دقة للانبعاثات الإقليمية، مما يساعد في تصميم استراتيجيات تخفيف فعالة.
كما حدد البحث الفترات والمواقع الحرجة لانبعاثات أكسيد النيتروز، مثل هطول الأمطار الغزيرة أو ذوبان الثلوج وفي المناطق ذات الروابط الهيدرولوجية القوية بين التربة والجداول. وشدد يو على أهمية جهود التخفيف المستهدفة خلال هذه الأوقات.
بالإضافة إلى الآثار العملية للإدارة الزراعية، تؤكد الدراسة على الحاجة إلى نهج شامل يأخذ في الاعتبار دورات النيتروجين والمياه. ويمكن أن يشمل ذلك ممارسات مثل استخدام محاصيل التغطية الشتوية أو الري المتحكم فيه للحد من الترشيح وتحسين جودة المياه، مما قد يساعد أيضًا في خفض انبعاثات غازات الدفيئة.
وقد تم نشر نتائج هذه الدراسات، بدعم من المؤسسة الوطنية للعلوم وهيئات التمويل الدولية الأخرى، فيالعلوم البيئية والتكنولوجياورسائل البحوث الجيوفيزيائية. وسوف يستمر إجراء المزيد من الأبحاث عبر شبكة مكونة من سبعة أبراج للحصول على فهم أوسع للتأثير الإقليمي لهذه الانبعاثات.
