En tidigare okänd källa till kväveoxid bidrar med upp till cirka 40 procent av NOx-utsläppen i Kalifornien, enligt en studie ledd av University of California, Davis. Studien spårar utsläppen till gödslade jordar i Central Valley-regionen.

I studien, publicerad 31 januari i tidskriften Vetenskapens framsteg , författarna jämförde datormodeller med uppskattningar som samlats in från vetenskapliga flygningar över San Joaquin Valley. Både modellen och flygdata antydde att mellan 25 och 41 procent av NOx-utsläppen kommer från jordar med tunga kvävegödseltillämpningar.

Landsbygdens smogkälla

Smogbildande kväveoxider, eller NOx, är en familj av luftförorenande kemiska föreningar. De är centrala för bildandet av marknära ozon och bidrar till negativa hälsoeffekter, såsom hjärtsjukdomar, astma och andra andningsproblem. NOx är en primär komponent i luftföroreningar, som Världshälsoorganisationen uppskattar orsakar 1 av 8 dödsfall över hela världen.

Fossila bränslen har länge erkänts som en stor bidragande orsak till NOx-föroreningar. Tekniker som katalysatorn har bidragit till att kraftigt minska NOx som släpps ut från fordon i stadsområden. Men några av statens värsta luftkvalitetsproblem finns nu på landsbygden, särskilt Central Valley-regionen, som är hem för några av de fattigaste samhällena i Kalifornien.

Mer mat, mindre föroreningar

Central Valley är också ett av världens mest produktiva jordbruksområden. Ungefär hälften av de frukter och nötter som produceras i USA odlas där. Detta inkluderar nästan alla landets mandlar, valnötter, russin, avokado, och tomater.

"Vi måste öka maten vi gör, " sa huvudförfattaren Maya Almaraz, en National Science Foundation-postdoktor i UC Davis Professor Ben Houltons labb. "Vi måste göra det på den mark vi har. Men vi måste göra det med hjälp av förbättrade tekniker."

Potentiella lösningar

Studien föreslår potentiella lösningar för att minska NOx-utsläppen i marken, främst genom olika former av gödselhantering.

Endast cirka hälften av det kvävegödselmedel som tillförs grödor används av växten. Men gödselmedel med långsam frisättning som levererar näringsämnen på ett sätt som mer efterliknar naturen har visat sig avsevärt förbättra effektiviteten av kväveanvändningen av grödor, minska utsläppen av kväve i miljön.

Program för friska jordar som återställer kol i jorden kan också hjälpa till att bekämpa klimatförändringarna och kommer sannolikt att öka näringsretentionen och cirkulationen till grödor.

Och precisionsjordbruksmetoder hjälper till att förbättra vatten- och gödseleffektiviteten, särskilt i fleråriga grödor, som mandel.

Bygger på arbete i rörelse

Staten startade också ett program i år där odlare arbetar i koalitioner för att samla information om effektiv användning av kväve så att de kan utvärdera hur och var staten behöver hantera kväve i jordbruksområden. Detta arbete syftar till att minska nitrat i grundvattnet, men det kan ha en dubbel fördel i att minska NOx-utsläppen.

"Eftersom denna källa till NOx kan förbli lokal, till stor del i jordbrukssamhällen på landsbygden, vi behöver utveckla en sorts "katalysator" för jordar och gårdar, " sa senior författare Houlton, en professor vid UC Davis Department of Land, Luft- och vattenresurser, och chef för John Muir Institute of the Environment. "Det är avgörande att nya policyer fokuserar på incitament för att ta med den senaste tekniken för näringshantering till gårdar så att odlare kan producera mat mer effektivt, öka deras resultat och förbättra landsbygdens hälsa."