Aqueles que se preocupam com a saúde da Baía de Chesapeake estão familiarizados com o nitrogênio como um grande poluente, cujo excesso de escoamento nas águas da baía pode levar à proliferação de algas e zonas mortas com baixo teor de oxigênio. Talvez menos familiar seja o papel significativo que uma forma de gás nitrogênio desempenha no aquecimento do efeito estufa e na destruição da camada de ozônio da Terra.

Agora, um grupo internacional de cientistas, incluindo B.K. O Instituto de Ciência Marinha da Virgínia Song of William &Mary descobriu que a produção deste potente gás de efeito estufa - conhecido como N2O ou óxido nitroso - pode ser contornada como complexos compostos de nitrogênio no solo, a água e os fertilizantes se decompõem no gás nitrogênio não reativo (N2) que constitui a maior parte de nossa atmosfera.

A descoberta deles, publicado em uma edição recente de Relatórios Científicos , revela um caminho inteiramente novo no ciclo global do nitrogênio e pode levar a novos meios para os agricultores e outros reduzirem suas emissões de gases prejudiciais. A autora principal do estudo é Rebecca Phillips, do Landcare Research Institute da Nova Zelândia, junto com colegas da Landcare Andrew McMillan, Gwen Grelet, Bevan Weir e Palmada Thilak. Também contribuiu para o estudo Craig Tobias, da Universidade de Connecticut.

A agricultura contribui com mais óxido nitroso para a atmosfera do que qualquer outra atividade humana - principalmente por meio da fertilização com nitrogênio. Este gás de efeito estufa é 300 vezes mais eficaz em reter o calor do que o dióxido de carbono e 10 vezes mais eficaz do que o metano. O óxido nitroso também se move para a estratosfera e destrói o ozônio.

A sabedoria atual afirma que o óxido nitroso é inevitavelmente produzido quando o nitrogênio do solo - incluindo componentes de fertilizantes, como amônia, amônio, e uréia - decompõe-se. Também é considerado este processo de decomposição, conhecido como desnitrificação, requer a ação de micróbios e só pode ocorrer na ausência de oxigênio.

A pesquisa atual contradiz cada uma dessas idéias de longa data.

"Nossos resultados questionam a suposição de que o óxido nitroso é um intermediário necessário para a formação de gás nitrogênio, "diz Phillips." Eles também lançam dúvidas sobre se a produção microbiana de óxido nitroso deve ocorrer na ausência de oxigênio. "

"Agora temos um caminho que não requer micróbios, "acrescenta Song." O processo de desnitrificação pode acontecer de forma abiótica, sem a necessidade de bactérias ou fungos. "

A descoberta da equipe pode levar a aplicações práticas para diminuir os impactos do excesso de nitrogênio no meio ambiente, um tópico em que se concentraram ao apresentar suas descobertas durante uma reunião recente em Washington, D.C., patrocinado pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos e pelo Programa Nacional de Qualidade da Água Integrada.

"Isso pode nos dar uma maneira de projetar o sistema para reduzir os níveis de nitrogênio fixo, "diz Song." Ao alterar os tipos e proporções dos compostos de nitrogênio nos fertilizantes, você pode ter uma maneira melhor de reduzir o excesso de nitrogênio, e para mitigar a eutrofização ou enriquecimento de nutrientes em águas próximas. "

Phillips acrescenta, "Pesquisas futuras podem informar os agricultores sobre como cultivar matéria orgânica do solo, útil para o manejo do nitrogênio. Formas orgânicas do nitrogênio do solo, como resíduos de plantas e fungos, poderia ajudar a converter o excesso de nitrogênio inorgânico - que de outra forma seria lixiviado para a água ou emitido como óxido nitroso - em uma forma que não seja prejudicial ao meio ambiente. "

Contudo, os cientistas dizem que mais pesquisas são necessárias para testar exatamente quais formas de nitrogênio orgânico são mais eficazes. A equipe está agora desenvolvendo propostas para financiamento adicional que lhes permitirá investigar aplicações nas fazendas para transformar o excesso de nitrogênio do solo e da água em gás N2 atmosférico não reativo, sem produzir N2O. Isso pode permitir que os cientistas desenvolvam opções para gerenciar o destino do nitrogênio agrícola, evitando as emissões de gases de efeito estufa.