El investigador de Empa, Erkan Ibraim, controla una de las cámaras de flujo que recolectan las emisiones de óxido nitroso del suelo. Imagen:Empa
Gracias a un espectrómetro láser de nuevo desarrollo, Los investigadores de Empa pueden mostrar por primera vez qué procesos en los pastizales conducen a emisiones de óxido nitroso. El objetivo es reducir las emisiones de este potente gas de efecto invernadero adquiriendo una mejor comprensión de los procesos que tienen lugar en el suelo.
Óxido nitroso (N 2 Oh también conocido como gas de la risa) es uno de los gases de efecto invernadero más importantes. Aunque es mucho menos abundante en la atmósfera que el dióxido de carbono (CO 2 ), es alrededor de 300 veces más potente. norte 2 O permanece en la atmósfera durante más de 100 años y, por lo tanto, contribuye en gran medida al calentamiento global. También daña la capa protectora de ozono de la Tierra. La mayor fuente de N 2 Las emisiones de O son el suelo, especialmente (pero no solo) cuando se fertiliza.
Investigadores de todo el mundo están buscando formas de reducir N 2 O emisiones. Pero la investigación aún está en pañales. "Es bien sabido que se escapa más óxido nitroso del suelo después de la fertilización o la lluvia, por ejemplo. Pero aún se han realizado pocas investigaciones sobre los procesos exactos que tienen lugar en el suelo, "dice el investigador de emisiones e isótopos de Empa, Joachim Mohn.
Primeras mediciones en pastizales
Los investigadores de Empa tienen, por lo tanto, desarrolló un espectrómetro láser, lo que permite mediciones de campo extremadamente precisas. "Puede ver exactamente qué composición isotópica tiene el óxido nitroso emitido. Por ejemplo, si el átomo de nitrógeno con un neutrón adicional está ubicado en el medio de la molécula o en el borde, "explica Mohn. La determinación específica de los isótopos permite sacar conclusiones sobre los procesos de formación de N 2 O. "Las mediciones de isótopos también se pueden utilizar para estimar la extensión, al cual el óxido nitroso nocivo del suelo se degrada a nitrógeno inofensivo ".
norte 2 O se forma a través de varios procesos microbianos. Puede ocurrir como un subproducto de la nitrificación y como un producto intermedio de la desnitrificación. En nitrificación, amonio, p.ej. de fertilizantes, se oxida a nitrato. En desnitrificación, el nitrato se convierte en nitrógeno.
"Empa y otras instituciones de investigación están investigando qué proceso bioquímico en una bacteria prefiere formar qué isótopo de óxido nitroso, ", dice Mohn (ver recuadro). Según estos hallazgos, Investigadores de Empa, junto con científicos de ETH Zurich y el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT), llevó a cabo más de 600 mediciones con espectrómetro láser durante varios meses en Baviera sobre pastizales y, por lo tanto, analizó la composición isotópica del N emitido 2 O.
Al mismo tiempo, los investigadores registraron variables influyentes como la humedad del suelo, contenido nutritivo, temperatura del aire, velocidades del viento y el tiempo de precipitación y fertilización. Una novedad, como explica Joachim Mohn:"Con los instrumentos de espectrometría de masas utilizados hasta ahora, era simplemente imposible medir continuamente sobre el suelo. Gracias a nuestro nuevo dispositivo, ahora podemos realizar mediciones de alta precisión en el campo y comparar los resultados, por ejemplo de pastizales, con los del laboratorio ".
Los investigadores ahora están utilizando las primeras mediciones de campo para verificar si los modelos de emisión anteriores permiten buenas predicciones o si deben mejorarse. Mohn:"Hasta ahora, Solo ha sido posible decir si un modelo para predecir las emisiones de óxido nitroso refleja correctamente el tiempo y la cantidad. Si también determinamos la firma del isótopo, entonces sabemos inmediatamente si el modelo predice correctamente los procesos mediante los cuales se produce el óxido nitroso ".
Este es un paso importante para N 2 Oh investigación, dice el investigador de Empa. "El objetivo a largo plazo es reducir las emisiones de óxido nitroso de los suelos naturales y agrícolas". Todavía queda un largo camino por recorrer, concede. "Pero al menos ahora hemos alcanzado un primer hito".
