N2O yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos su reikšmingu poveikiu klimato kaitai. Dauguma azoto dioksido į atmosferą patenka iš žemės ūkio dirvos tręštos azoto trąšomis kaip nitrifikacijos ir denitrifikacijos proceso rezultatas. Skirtingos žemės ūkio praktikos gali leisti sumažinti N2O emisijų kiekius. Jeigu norime tvariai patenkinti toliau augančią maisto produktų paklausą, žemės ūkio praktikos turi mažinti N2O emisijas tuo pačiu nemažindamos produktyvumo.
Įprastinėje žemdirbystėje dirva yra ariama ir augalų liekanos yra palaidojamos. Beariminėje žemdirbystėje dirva yra neariama ir augalų liekanos pasilieka dirvos paviršiuje padidindamos vandens sulaikymą. Dėl to, kad beariminės žemdirbystės dirvoje vandens sulaikymas yra didesnis nei įprastinėje, tai taip pat yra asocijuojama su didesnėmis azoto dioksido emisijomis. Tačiau ilgi stebėjimai parodo, kad beariminėje žemdirbystėje įvyksta reikšmingi dirvos fiziniai pakeitimai, kurie sumažina dirvos jautrumą denitrifikacijai ir N2O išleidimui į atmosferą.
Box 1. Factors influencing cropland N2O emissions
Tam, kad būtų nustatytas ryšys tarp įprastinės ir beariminės žemdirbystės bei azoto dioksido išmetimų ir galimo derliaus, mokslininkai apjungė ilgalaikius stebėjimus ir simuliacijas įprastinėje ir beariminėje drėgnose viduržemio jūros sąlygose. Pirmiausia, Agramunte (šiaurės rytų Ispanijoje) buvo stebimi 1996-2014 eksperimentai, apimantys ilgalaikę vandens ir azoto dinamiką, biomasės kiekį ir derlių, bei 2011-2012 dirvos N2O emisijas.
Eksperimento metu buvo stebimas miežių (Hordeum vulgare L.) augimas skirtingose arimo scenarijuose (su ir be) ir N tręšimo lygiuose (0, 60 ir 120 kg N hektarui). Tyrėjai kaip azoto trąšas naudojo amonio salietrą (33.5 % N) visuose bandymuose. Azoto trąšos buvo įterpiamos du kartus: 1/3 prieš sėją ir 2/3 augimo pradžioje. Prieš sėja įprastinėje žemdirbystėje trąšos buvo įterpiamos ariant, o beariminėje paliekamos dirvos paviršiuje. Miežių augimo pradžioje abejose praktikose trąšos buvo paliekamos dirvos pradžioje.
Tyrėjai panaudojo dinaminį dirvos-javų-atmosferos modelį vadinamą STICS (Simulateur mulTIdisciplinaire pour les Cultures Standard – multidisciplininį simuliatorių standartiniams javams) ir stedėjo duomenis simuliuojamus su dirvos N2O emisijomis 18 metų su skirtingais arimo rėžimais ir tręšimo lygmenimis (0, 60vir 120 kg N / ha) tam, kad identifikuotų optimalią strategiją siekiant sumažinti azoto dioksidą.
Rezultatai parodė, kad per 18 metų beariminiame žemės ūkyje vidutinis grūdų derlius išaugo vidutiniškai 10 %, 47 % ir 53 % lyginant su ariminiu žemės ūkiu įterpiant 0, 60 ir 120 kg N/ha) su optimalia strategija sumažinant N20 emisijas. Azoto dioksido išmetimai beariminiame žemės ūkyje buvo nuo 2.8 iki 3.3 kartų mažesni lyginant su ariminiu žemės ūkiu.
Tyrėjai išreiškia nuomonę, kad panaši dirvos elgsena būtų su visais žiemos javais (kviečiais, kvietrūgiais ir avižomis – auginamais drėgnuose Viduržemio jūros regionuose), nes jų N trąšų poreikis yra panašus. Tuo pačiu pridedama, kad agronomijos tyrimų rezultatai yra dažnai paveikiami pedoklimatinių (mikroklimato dirvoje kuris yra veikiamas temperatūros, vandens kiekio ir aeracijos) sąlygų ir auginimo sąlygų (sėjomainos ir t.t.). Tad, bet kokie apibendrinimai turėtų būti daromi atsargiai ir atsakingai.
Tyrėjai rekomenduoja naudoti ilgalaikę beariminę žemdirbystės praktiką ir vidutinį kiekį azoto trąšų (30-60 kg N/ha) lietumi maitinamose Viduržemio jūros agroekosistemose. Eksperimentai ir modeliavimas parodo, kad tokia strategija maksimizuoja žemės ūkio produktyvumą ir išlaiko žemas N2O emisijas. Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad azoto dioksido iš beariminės žemdirbystės emisijos yra beveik dvigubai mažesnės nei pasiūlytos Tarptautinės Klimato Kaitos Ekspertų Grupės (IPCC) pusiau sausuose Viduržemio jūros sąlygose – tai turėtų būti įvertinta, kuomet skaičiuojamos ŠESD emisijos iš žemės ūkio. Šis tyrimas koncentravosi tik ties N2O emisijomis, neanalizuodamas dirvos erozijos, organinių medžiagų kiekio, bioįvairovės ir t.t.