Batteri speciali possono limitare le emissioni provenienti dai terreni agricoli fertilizzati

I terreni agricoli fertilizzati rilasciano più della metà della quantità del potente gas serra N2O (gas esilarante) quando vi vengono applicati batteri speciali. Ciò è evidenziato da esperimenti condotti in Norvegia, con diversi tipi di terreni sabbiosi e argillosi. Lo studio è Pubblicato questo mercoledì In natura.

Nel riscaldamento globale, il protossido di azoto ha, rispetto al biossido di carbonio, un gas serra2 e metano (CH4), una piccola quota – circa il 6%. Ma in agricoltura il gas esilarante gioca un ruolo relativamente importante. Un terzo dei gas serra emessi dall’agricoltura olandese è il protossido di azoto.

Le emissioni di gas esilarante sono aumentate nel corso dell’ultimo secolo principalmente a causa dell’uso di fertilizzanti (sintetici). Anche se di conseguenza la resa dei raccolti aumenta notevolmente, ci sono anche molti svantaggi. Parte dell'azoto contenuto nel concime viene rilasciato dal terreno sotto forma di protossido di azoto. Non solo è un gas serra, ma riduce anche l’ozono nella stratosfera. Ciò aumenta il rischio del buco dell’ozono, il che significa che le persone e gli animali sono meno protetti dalle radiazioni solari. Inoltre, parte dell'azoto contenuto nel fertilizzante viene dilavato sotto forma di nitrato (NO3) alle acque superficiali. Causa soffocanti fioriture di alghe e diminuzione della biodiversità. Parte dell'azoto volatilizza sotto forma di ammoniaca (NH).3Contribuisce all’inquinamento atmosferico e alle malattie polmonari negli esseri umani. Inoltre, l'eccessiva precipitazione di ammoniaca danneggia la natura.

I batteri non sono stati testati sul terreno torboso, di cui i Paesi Bassi sono ricchi

Il protossido di azoto è uno dei numerosi composti azotati formati nel suolo dai microrganismi. Ci sono batteri che possono abbattere il protossido di azoto. “Ma spesso si vede che possono formare gas esilarante”, afferma Lars Bakken, esperto di tecnologia di processo, professore presso l'Università norvegese di scienze della vita e autore coordinatore dello studio. Bakken spiega che lui e i suoi colleghi hanno isolato con successo un gruppo di batteri dalle acque reflue che possono scomporre il protossido di azoto, ma non hanno i geni per produrlo. “È stata davvero una fortuna”, dice Bakken. Hanno quindi isolato un singolo ceppo di batteri da quel gruppo, Clausibacterium sp. CB-01, che sembra sopravvivere bene nel suolo. Sono anche ben allevati in laboratorio.

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I ricercatori hanno poi messo diversi tipi di terreno sabbioso e argilloso in secchi, li hanno posizionati all’aperto e hanno aggiunto acque reflue per sostituire i fertilizzanti (sintetici). Alcuni secchi ricevevano acque reflue a cui venivano aggiunti anche batteri coltivati. Le emissioni di gas esilarante dai secchi sono state misurate per novanta giorni. Nei secchi contenenti batteri, le emissioni di protossido di azoto erano inferiori dal 50 al 95% rispetto ai secchi senza batteri.

Il compost contenente i batteri viene preparato in laboratorio.
Foto di Tonge Lindrup Robertson/NMBU

Terreno argilloso-calcareo

I ricercatori hanno poi condotto un altro esperimento sul campo, aggiungendo acque reflue contenenti batteri al terreno calcareo-argilloso. Anche lì le emissioni di protossido di azoto sono state ridotte di oltre la metà rispetto al terreno fertilizzato con acque reflue prive di batteri.

“Si tratta di una serie di esperimenti affascinanti”, afferma lo scienziato del suolo Mart Ross della Wageningen University and Research, che non è stato coinvolto nella ricerca. Ha letto il post con i colleghi Doreen Westerijk, Rima Puri e Jan Willem van Groenegen. Stanno lavorando insieme a un progetto per ridurre le emissioni di protossido di azoto dai terreni agricoli attraverso modifiche alla fertilizzazione. “Può fare una grande differenza concimare un raccolto esattamente al momento giusto e nella giusta quantità, e solo le piante che hanno bisogno di qualcosa”, dice Ross. Definiscono l’approccio descritto nel post “innovativo”. “La modifica del microbioma del suolo è un’area di ricerca relativamente inesplorata”. Ma nutrono forti dubbi sulla possibilità di attuare questo approccio su larga scala. Inoltre lo chiamano A Estremità del tubo-Soluzione. Le emissioni di gas esilarante derivano da un uso eccessivo e inefficiente dell’azoto presente nel letame animale e nei fertilizzanti. “Puoi prima ottimizzarlo”, afferma Ross. Il professor Bakken norvegese afferma che è possibile fare entrambe le cose contemporaneamente.

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I ricercatori di Wageningen sottolineano inoltre che questo approccio è stato provato solo su quattro tipi di terreno. Non, ad esempio, il suolo torboso di cui sono ricchi i Paesi Bassi. “Da questo viene rilasciato un sacco di gas esilarante”, dice Ross. Si chiedono anche se sia possibile far crescere i batteri in altri modi oltre alle acque reflue.

Il professor Bakken dice che ci stanno provando adesso. Inoltre modificano geneticamente i batteri in modo che scompongano il protossido di azoto in modo più specifico ed efficiente.



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