Lustgas från jordbruk och andra källor ackumuleras i atmosfären så snabbt att det sätter jorden på rätt spår för en farlig uppvärmning på 3℃ detta århundrade, vår nya forskning har funnit.

Varje år, mer än 100 miljoner ton kväve sprids på grödor i form av konstgödsel. Samma mängd läggs igen på betesmarker och grödor i gödsel från boskap.

Denna kolossala mängd kväve gör att grödor och betesmarker växer rikligare. Men det frigör också lustgas (N ₂ O), en växthusgas.

Jordbruket är den främsta orsaken till de ökande koncentrationerna, och kommer sannolikt att förbli så detta århundrade. N₂O-utsläpp från jordbruk och industri kan minskas, och vi måste vidta brådskande åtgärder om vi hoppas kunna stabilisera jordens klimat.

Var kommer lustgas ifrån?

Vi fann att N ₂ O utsläpp från naturliga källor, som jordar och hav, har inte förändrats mycket under de senaste decennierna. Men utsläppen från mänskliga källor har ökat snabbt.

Atmosfäriska koncentrationer av N ₂ O nådde 331 delar per miljard 2018, 22 % över nivåerna runt år 1750, innan den industriella eran började.

Jordbruket orsakade nästan 70 % av det globala N ₂ O-utsläpp under decenniet fram till 2016. Utsläppen skapas genom mikrobiella processer i mark. Användningen av kväve i syntetiska gödselmedel och gödsel är en viktig drivkraft för denna process.

Andra mänskliga källor till N ₂ O inkluderar den kemiska industrin, avloppsvatten och förbränning av fossila bränslen.

N2O förstörs i den övre atmosfären, främst genom solstrålning. Men människor släpper ut N ₂ O snabbare än att den förstörs, så det ackumuleras i atmosfären.

N₂O både bryter ned ozonskiktet och bidrar till den globala uppvärmningen.

Som en växthusgas, N ₂ O har 300 gånger uppvärmningspotentialen för koldioxid (CO ₂ ) och stannar i atmosfären i genomsnitt 116 år. Det är den tredje viktigaste växthusgasen efter CO ₂ (som varar upp till tusentals år i atmosfären) och metan.

N ₂ O bryter ner ozonskiktet när det interagerar med ozongas i stratosfären. Andra ozonnedbrytande ämnen, såsom kemikalier som innehåller klor och brom, har förbjudits enligt FN:s Montrealprotokoll. N ₂ O är inte förbjudet enligt protokollet, även om Parisavtalet syftar till att minska dess koncentrationer.

Vad vi hittade

Den mellanstatliga panelen för klimatförändringar har tagit fram scenarier för framtiden, beskriver de olika vägar världen skulle kunna ta för att minska utsläppen till 2100. Vår forskning fann att N₂O-koncentrationerna har börjat överstiga de förutspådda nivåerna i alla scenarier.

De nuvarande koncentrationerna är i linje med en global genomsnittlig temperaturökning på långt över 3℃ detta århundrade.

Vi fann att globalt mänskligt orsakat N ₂ O-utsläppen har ökat med 30 % under de senaste tre decennierna. Utsläppen från jordbruket kom främst från syntetiska kvävegödselmedel som används i Östasien, Europa, Sydasien och Nordamerika. Utsläppen från Afrika och Sydamerika domineras av utsläpp från stallgödsel.

När det gäller utsläppsökning, de högsta bidragen kommer från tillväxtekonomier – särskilt Brasilien, Kina, och Indien – där växtodlingen och antalet boskap har ökat snabbt under de senaste decennierna.

N ₂ O-utsläppen från Australien har varit stabila under det senaste decenniet. Ökade utsläpp från jordbruk och avfall har kompenserats av minskade utsläpp från industri och fossila bränslen.

Vad ska man göra?

N₂O måste vara en del av ansträngningarna att minska utsläppen av växthusgaser, och det pågår redan arbete. Sedan slutet av 1990-talet, till exempel, ansträngningar för att minska utsläppen från kemiindustrin har varit framgångsrika, särskilt vid tillverkning av nylon, i USA, Europa och Japan.

Att minska utsläppen från jordbruket är svårare – livsmedelsproduktionen måste upprätthållas och det finns inget enkelt alternativ till kvävegödsel. Men vissa alternativ finns.

I Europa under de senaste två decennierna, N₂O-utsläppen har minskat i takt med att jordbrukets produktivitet ökat. Detta uppnåddes till stor del genom regeringens politik för att minska föroreningarna i vattendrag och dricksvatten, vilket uppmuntrade effektivare användning av gödselmedel.

Andra sätt att minska N ₂ O-utsläpp från jordbruk inkluderar:

• bättre hantering av stallgödsel
• applicera gödningsmedel på ett sätt som bättre matchar behoven hos växande växter
• alternerande grödor till att inkludera de som producerar sitt eget kväve, som baljväxter, för att minska behovet av gödsel
• förbättrad effektivitet gödselmedel som sänker N2O-produktionen.

Att komma till nollutsläpp

Att stoppa överanvändningen av kvävegödsel är inte bara bra för klimatet. Det kan också minska vattenföroreningarna och öka gårdens lönsamhet.

Även med rätt jordbrukspolitik och åtgärder, syntetiska och gödselmedel kommer att behövas. För att få sektorn till nollutsläpp av växthusgaser, som behövs för att stabilisera klimatet, ny teknik kommer att krävas.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.