تجزیه برگ‌ها منبع شگفت‌آور گازهای گلخانه‌ای

دانشمندان منبع جدیدی از گاز گلخانه‌ای اکسید نیتروژن که از دی اکسید کربن قوی‌تر است را کشف کرده‌اند .

به گزارش ایانا از ساینس دیلی دانشمندان در دانشگاه ایالتی میشیگان منبع تازه منتشر کننده اکسید نیتروژن را کشف کرده‌اند. این تحقیق جدید که در شماره جدید مجله Nature Geoscience چاپ شده است، می‌تواند به پیش‌بینی انتشار اکسید نیتروژن کمک کند و نیز به عنوان راهنمایی برای فعالیت‌های مدیریتی در حوزه خاک و کشاورزی به کار رود .

ساشا کراوچنکو دانشمند علوم خاک و نویسنده اصلی این تحقیق می‌گوید: "بیشتر اکسید نیتروژن در حجم‌هایی به اندازه یک قاشق چایخوری تولید می‌شود و این به اصطلاح نقاط داغ می‌تواند میزان زیادی اکسید نیتروژن را به سرعت آزاد کند. اما چگونگی پیدایش این نقاط داغ، میکروبیولوژیست‌های خاک را از چند دهه قبل که کشف شده است، گیج کرده است ".

بخشی از مشکل بر اثر این به‌وجود آمده بود که دانشمندان بر روی مقادیر حجمی بزرگ تحقیق می‌کردند. اینکه مقدار زیادی خاک را مطالعه کنیم و به عنوان منبع انتشار گازهای گلخانه‌ای به آن برچسب بزنیم وقتی که آن منبع، چند گرم خاک حاوی مقداری برگ تجزیه شده باشد، دشوار است. تغییر نگاه از منظر دید با دوربین به نگاه میکروسکوپی به بهبود پیش‌بینی‌های انتشار اکسید نیتروژن کمک می‌کند که به‌طور سنتی در بهترین حالت، 50 درصد دقیق است. قابلیت گرمایشی اکسید نیتروژن 300 بار بیشتر از دی اکسید کربن است و بیشتر انتشار این گاز، ناشی از فعالیت‌های کشاورزی است .

جان شید مدیر برنامه تحقیقات زیست محیطی بلند مدت بنیاد ملی علوم، که در تامین مالی این تحقیق با بخش علوم زمین NSF مشارکت داشته است، می‌گوید: "این تحقیق، عامل انتشار اکسید نیتروژن در زمین‌های حاصلخیز کشاورزی را مشخص می‌کند. ما به تحقیقاتی از این دست نیازمندیم تا فعالیت‌های پایدار کشاورزی لازم برای تغذیه جمعیت روزافزون با کمترین اثرات منفی زیست محیطی را هدایت کند ".

برای کشف رازهای این نقاط داغ اکسید نیتروژنی، کراوچنکو و تیمش از خاک مرکز تحقیقات زیست محیطی بلند مدت ایستگاه زیست شناسی کلوگ نمونه‌برداری کردند. سپس با همکاری دانشمندانی از دانشگاه شیکاگو در کتابخانه ملی آرگون، نمونه‌ها را با کمک تجهیزات اسکن سینکروتون مورد مطالعه قرار دادند که نمونه قوی‌تری از دستگاه سی تی اسکن در پزشکی است. اسکنر قوی اشعه ایکس، به داخل خاک نفوذ کرد و به تیم اجازه داد که با دقت، مکان‌هایی که اکسید نیتروژن تولید و منتشر می‌شود، را مشخص کنند .

کراوچنکو می‌گوید: "ما دریافتیم که انتشار گاز در نقاط داغ تنها وقتی رخ می‌دهد که حفره‌های بزرگی در خاک وجود داشته باشد. ذرات برگ همچون اسفنج‌هایی در خاک عمل می‌کنند که آب را از سوراخ‌های بزرگ جذب می‌کنند تا یک زیستگاه کامل برای باکتری‌هایی که این اکسید نیتروژن را تولید می‌کنند، فراهم کنند ".

در جاهایی که حفره‌های کوچکی وجود دارد اکسید نیتروژن چندانی تولید نمی‌شود. حفره‌های کوچک مثلا در خاک‌های گلی، آب را به صورت فشرده تر نگه می‌دارند به حدی که ذرات برگ نمی‌توانند آب را جذب کنند؛ بدون رطوبت اضافی این باکتری‌ها قادر نیستند اکسید نیتروژن زیادی تولید کنند. حفره‌های کوچک همچنین کار را برای خروج گاز تولید شده پیش از اینکه توسط باکتری‌های دیگر مصرف شود، دشوار می‌سازد .

انریکوئتا باررا مدیر برنامه در بخش علوم زمین در NFS می‌گوید: این تحقیق به مطالعه شکل هندسی حفره‌های خاک به منزله یک متغیر کلیدی پرداخت که بر چگونگی حرکت نیتروژن از طریق این خاک‌ها تاثیر می‌گذارد .

در تحقیقات آینده به‌ویژه بررسی خواهد شد که برگ چه گیاهانی دی اکسید نیتروژن بیشتری تولید می‌کند. احتمال بیشتری وجود دارد که گیاهانی با نیتروژن بیشتر در برگ‌های خود، مثل دانه‌های سویا، وقتی برگ‌هایشان تجزیه می‌شود، اکسید نیتروژن بیشتری آزاد کنند. محققان همچنین ویژگی‌های برگ‌ها و ریشه‌ها را بررسی خواهند کرد تا ببینند آنها چه تاثیری بر انتشار این گاز دارند. دانستن این اطلاعات ما را به مسیرهای جدیدی برای کاهش انتشار اکسید نیتروژن از خاک‌های کشاورزی رهنمون می‌کند .

ترجمه: محسن حدادی

L-960322-04