Добрива: виклики та рішення

На початку 20 століття німецькі хіміки Фріц Хабер і Карл Бош розробили метод вилучення азоту з повітря та його змішування з воднем. Це виявилося б одним із найбільших наукових досягнень століття.

У поєднанні ці два елементи зробили рідкий аміак, ключовий інгредієнт синтетичних добрив, який сприятиме безпрецедентному розвитку сільського господарства та сприятиме підживленню швидко зростаючого світу.

Але тут був і мінус. Протягом останніх 100 років кількість техногенних сполук азоту у воді, ґрунті та повітрі зросла вдвічі - збільшення, зумовлене значною мірою широким використанням синтетичних добрив.

Азот необхідний для життя на Землі, але в надлишку він є небезпечним забруднювачем і отруює водойми, рослини, тварин та людей, одночасно сприяючи зміні клімату через викиди сильнодіючих парникових газів, закису азоту. Хоча маловідома широкій громадськості, експерти називають повені надлишку азоту однією з найсерйозніших загроз забруднення, з якими стикається сьогодні людство.

Виклики

На початку XIX століття в навколишньому середовищі майже не було штучних сполук азоту. Але в роки після прориву Габера-Боша їх рівень почав стрімко зростати під впливом масового поглинання синтетичних добрив та інших видів діяльності людини, таких як виготовлення боєприпасів та спалювання викопного палива, які обидва створюють хімічно реактивні форми азоту .

Відповідно до Міжурядової науково-політичної платформи з питань біорізноманіття та екосистемних послуг (IPBES), яка підтримується Організацією Об’єднаних Націй, стік поживних речовин із ферм, оброблених синтетичними добривами, негативно позначився на земельних екосистемах. Але найбільше постраждали прісноводні та морські середовища існування, періодичне цвітіння водоростей, таких як озеро Ері, та "Мертві зони" позбавлене водного життя, як у Мексиканській затоці, йдеться в ній.

Здоров’я людини також під загрозою. Викиди аміаку в сільському господарстві можуть поєднуватися із забрудненням вихлопними газами транспортних засобів, створюючи небезпечні тверді частинки в повітрі та посилюючи респіраторні захворювання, включаючи COVID-19. Один вчитися підрахував, що забруднення повітря може збільшити смертність від COVID-19 на 15 відсотків.

Щоб зупинити хвилю забруднення азотом, все більша кількість урядів, компаній та міжнародних органів, включаючи Програму ООН з навколишнього середовища (UNEP), працюють з науковцями для кращого розуміння ризиків, пов’язаних із використанням азоту людьми, та підвищення обізнаності .

З цією метою майже рівно рік тому держави - члени ООН схвалили Декларація Коломбо про стале управління азотом, що ставить перед собою мету зменшити наполовину відходи азоту з усіх джерел до 2030 року.

Нещодавно ЮНЕП також заснувала глобальну кампанію "Половину азотних відходів", підкреслюючи той факт, що підвищення ефективності використання азоту не тільки підтримує цілі клімату, природи та здоров'я, але також щорічно економить 100 мільярдів доларів США у всьому світі (оцінка, заснована на половині вартості світових продажів синтетичних добрив).

Рішення

В усьому світі синтетичні добрива відстають від основної маси світового виробництва продуктів харчування, і вони особливо важливі в країнах, що розвиваються. Це, на думку експертів, зробить перехід від них складним. Однак ініціатив щодо розробки більш стійкого способу вирощування їжі є безліч.

Недавнє дослідження Асоціація ґрунтів, британська благодійна організація та адвокат органічного землеробства, закликає набагато більше уваги приділяти викидам закису азоту в глобальному обліку парникових газів; більш комплексні зусилля щодо вирішення надлишку азоту як проблеми клімату, природи та здоров'я; та стимули для кращого управління азотом на рівні ферм.

Але методи органічного землеробства - не єдиний приклад сталого управління поживними речовинами: агроекологічні підходи, включаючи природоохоронне, малозатратне та мінімальне обробіток ґрунту, все визнано природоохоронними та відновлювальними методами.

Від ферми до виделки, 80 відсотків азоту витрачається і втрачається в навколишнє середовище, згідно з дослідженням Центру екології та гідрології у Великобританії. Ефективніше використання гною і ширше використання в ротаціях азотофіксуючих культур - таких як бобові, які перетворюють азот із повітря у біологічно корисну форму - буде мати вирішальне значення для заміни синтетичного азоту як частини процесу відбудови родючість ґрунту.

Що таке рослини, що фіксують азот?

Азотфіксуючі рослини мають у коренях бактерії-партнери, здатні захоплювати динітроген (N₂) поза атмосферою. Вони перетворюють N₂ в аміак (NH₃), який рослина може використовувати для отримання білка, амінокислот та ДНК. Лише декілька рослин можуть досягти цього дивовижного трюку, як сімейство горохових (бобові) та плавучий папороть Азолла. Там, де доступність гною обмежена, ці рослини стають дуже важливими в системах землеробства, спрямованих на уникнення синтетичних азотних добрив.

Існує консенсус щодо того, що кожен повинен краще використовувати гній та сечу, говорить Марк Саттон, провідний автор дослідження. «Прості дії включають накладання кришки на бак для гною, що зупиняє втрату аміаку у повітрі. Якщо ви відчуваєте запах гною, це означає, що ви витрачаєте його в атмосферу », - говорить він.

"Фінансові стимули та політичне придбання будуть необхідні для подолання багатьох перешкод на шляху азотно-легких методів вирощування", - каже Сьюзен Гарднер, керівник Відділу екосистем ЮНЕП. "Але суть залишається: нам потрібно різко зменшити кількість реактивного азоту, який викидається в навколишнє середовище з усіх джерел, особливо із синтетичних добрив, які представляють один з найбільших потоків азоту".

"Стале використання азоту пропонує потрійний виграш - і для економіки, і для здоров'я людей, і для навколишнього середовища", - додає вона.

Міжнародна система управління азотом (INMS) - це глобальна система підтримки науки для розробки міжнародної азотної політики, створена як спільна діяльність ЮНЕП та Міжнародної азотної ініціативи. Він підтримується фінансуванням за допомогою Глобального екологічного фонду та близько 80 партнерів проекту через проект „Назустріч INMS” (2016-2022). INMS надає наскрізний внесок у численні програми та міжурядові конвенції, що мають відношення до проблеми азоту.

www.unenvironment.org виклики та рішення добрив