Il tracciamento delle emissioni di azoto al variare della gestione agronomica dei terreni: i risultati di un nuovo studio
Le reazioni del suolo. I processi microbici del suolo contribuiscono a circa un quarto di tutte le emissioni globali di NOx (ossido e biossido di azoto). È importante monitorare questi gas a causa dei loro numerosi effetti negativi. Gli ossidi di azoto sono un gruppo di gas altamente reattivi e contribuiscono in maniera significativa all’inquinamento atmosferico; sono infatti tra i responsabili delle piogge acide e connessi all’inquinamento da particolato e ozono, oltre a essere responsabili del peggioramento della qualità delle acque (inquinamento da nutrienti).
Ad oggi risulta ancora complesso monitorare le emissioni di NOx dal suolo utilizzando sistemi come la modellizzazione computerizzata e le tecniche satellitari. Queste metodologie si basano infatti su ipotesi circa la fonte di emissione, senza un riscontro puntuale sul campo.
Un nuovo studio ha esplorato le possibilità fornite da un protocollo più preciso che si basa sul tracciamento in situ (in questo specifico caso nel suolo).
Questo sistema si basa sulla misurazione della composizione isotopica specifica degli NOx. Un isotopo è un particolare elemento che mostra stesso numero atomico ma diverso numero di massa. La composizione isotopica delle emissioni di NOx dal suolo è determinata da una serie complessa di reazioni microbiche.
La firma chimica delle emissioni. L'azoto-14 e l'azoto-15 sono due isotopi stabili dell’elemento N: il 14N è presente in larga maggioranza, il 15N risulta invece più scarso. Nel caso particolare del suolo si riscontra però una forte presenza di azoto-15, grazie ai batteri che tendono a utilizzare maggiormente l'isotopo azoto-14.
Il risultato è che l’azoto-14 andrà a comporre in larga misura le emissioni, mentre l’azoto-15 tenderà a rimanere nel suolo. Il saldo finale di 14N e 15N rappresenta quindi una firma chimica degli ossidi di azoto rilasciati dal suolo, che permettono di distinguerli da quelli provenienti da altre fonti.
Gli scienziati hanno condotto misurazioni giornaliere sul campo a maggio 2016 e da maggio a giugno 2017 in un centro di ricerca situato in Pennsylvania (USA), osservando i rapporti degli isotopi 14N/15N emessi dal terreno fertilizzato. Hanno studiato tre diversi metodi di gestione del suolo: no tillage con letamazione per iniezione, no tillage con letamazione per spargimento e gestione tradizionale (letamazione e successiva lavorazione del terreno).
Queste prove indicano che la presenza di isotopi 15N nei NOx rilasciati dal suolo è più bassa rispetto al campione standard di azoto atmosferico. Hanno anche rivelato variazioni attraverso i diversi metodi di gestione del suolo, in relazione al diverso risultato derivato dall'attività microbica.
Gli isotopi 15N risultano bassi nella maggior parte dei terreni non coltivati con letame iniettato, seguiti dai terreni lavorati e dal metodo no tillage con letamazione per spargimento. Questo risultato permette di affermare che ad una diversa gestione agronomica corrisponde un diverso livello di emissioni di azoto dal suolo.
Questo approccio fornisce potenzialmente un nuovo modo di monitorare le emissioni derivate dall’attività di coltivazione. Potrebbe quindi dare ai soggetti interessati e ai responsabili politici un aiuto nella comprensione del ruolo dell'agricoltura nell'inquinamento atmosferico e del suolo, fattori strettamente legati ai cambiamenti climatici.
Inserire nelle valutazioni globali di impatto le effettive emissioni provenienti dall’agricoltura è fondamentale per guidare gli sviluppi e gli investimenti futuri nel settore, anche da parte degli stessi imprenditori agricoli.
Fonte
