El observación en profundidad de los datos de gases de objeto invernadero alcanza un nuevo nivel de “legítimo y definitivo” – ScienceDaily

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Para obtener la contabilidad más precisa del impacto ambiental de un producto, los científicos examinan el ciclo de vida completo del producto, desde la cuna hasta la tumba. Es un gran cálculo conocido como evaluación del ciclo de vida (LCA), y las emisiones de gases de efecto invernadero son un componente clave.

En el caso del etanol de maíz, la mayoría de las emisiones de gases de efecto invernadero se pueden asignar a la producción de combustible, el transporte y la combustión, pero gran parte del cálculo de los gases de efecto invernadero se remonta a la granja. Sin embargo, debido a preocupaciones sobre la privacidad, los científicos no pueden acceder a las decisiones de gestión de las granjas individuales, como el tipo y la dosis de fertilizante.

Los datos sobre fertilizantes nitrogenados son una parte importante del cálculo porque algunos de estos fertilizantes terminan en la atmósfera en forma de óxido nitroso, un gas de efecto invernadero muy potente. Los datos de fertilizantes nitrogenados de maíz están disponibles públicamente a nivel nacional y estatal, pero los científicos dicen que este nivel de resolución enmascara lo que realmente se aplica en las granjas de todo el país y podría conducir a LCA inexactos para el etanol de maíz.

En un nuevo estudio de la Universidad de Illinois y el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU., Los investigadores desarrollaron los primeros conjuntos de datos de aplicación de nitrógeno a nivel de condado para el maíz, mejorando en gran medida la precisión de los cálculos de gases de efecto invernadero para el cultivo.

“Tener buenos datos es realmente importante para fomentar tanto el debate compartido como una mayor confianza en las LCA. Hemos visto algunos abusos del análisis del ciclo de vida utilizando números realmente brutos, lo que reduce los grandes promedios que realmente pueden variar mucho. Por lo tanto, incluso si el nivel de condado sigue siendo no es tan preciso como nos gustaría, es un gran logro llegar a esa escala ”, dice Michelle Wander, profesora del Departamento de Recursos Naturales y Ciencias Ambientales de Illinois y coautora del estudio.

Hoyoung Kwon, científico ambiental principal del Centro de Evaluación de Sistemas de Argonne y coautor del estudio, dice que el protocolo y los hallazgos ayudarán a la comunidad agrícola y bioeconómica a comprender mejor el impacto de los datos de fertilizantes nitrogenados de alta resolución en los LCA de biocombustibles en la base del maíz.

“El óxido nitroso constituye aproximadamente la mitad del total de gases de efecto invernadero asociados con el cultivo del maíz”, dice Kwon. “Ahora podemos diferenciar las emisiones de óxido nitroso asociadas con el cultivo de maíz a nivel de condado y podemos mostrar cuánto varían estas emisiones según la ubicación y la práctica agrícola”.

Yushu Xia, quien dirigió el análisis y recientemente terminó su programa de doctorado con Wander, utilizó dos enfoques para determinar el uso de fertilizantes nitrogenados y estiércol a nivel de condado.

El primero, que Xia llama el enfoque de arriba hacia abajo, fue un poco como armar un rompecabezas usando piezas de diferentes tamaños. A nivel de condado, encontró datos sobre fertilizantes nitrogenados y estiércol, pero las cifras se agregaron para todos los cultivos, no específicamente para el maíz. El conjunto de datos de todo el estado incluía el área fertilizada con maíz, por lo que era una cuestión de emparejar el condado con el estado. El conjunto de datos del estado también incluyó aportes de nitrógeno, pero los agregó en todos los tipos de fertilizantes. La validación de datos o la doble verificación de la información del estado y del país se convirtió en otro enigma.

“Para el enfoque de arriba hacia abajo, usamos datos de las ventas de fertilizantes, información recopilada por la Asociación Estadounidense de Funcionarios de Control de Alimentos Vegetales. Así que supongamos que estos números son relativamente precisos; alguien realmente compró ese nitrógeno. Yushu hizo un esfuerzo minucioso, básicamente utilizando ese nivel de datos de cultivos como un rompecabezas para determinar cuánto maíz hay, dónde y en qué rotación a lo largo del tiempo. Y también para el estiércol: ¿cuántos animales hay? ¿Dónde están? ¿Qué tipo de desechos animales y cuánto? Es literalmente un esfuerzo presupuestario para tratar de averiguar qué es razonable y verdadero ”, dice Wander.

El segundo enfoque de Xia analizó los rendimientos del maíz, la rotación de cultivos y las propiedades del suelo a nivel de condado y estimó los aportes de nitrógeno en función de la cantidad de nitrógeno necesaria para lograr ese rendimiento. La comparación de los resultados de los dos enfoques mostró que los agricultores de Xia están aplicando un exceso de nitrógeno del necesario.

“A nivel nacional, los promedios ponderados de los aportes de nitrógeno del maíz basados ​​en el área de maíz excedieron el requerimiento de nitrógeno en 60 kilogramos por hectárea, con un excedente de nitrógeno encontrado en el 80% de todos los condados productores de maíz de los Estados Unidos”, dice Xia.

El exceso de aplicación fue más pronunciado en el Medio Oeste, seguido por las Llanuras del Norte. El sureste y el noroeste tenían tasas de aplicación de nitrógeno relativamente bajas y niveles de excedente. Los estados occidentales fueron más variables en general.

Xia dice que la técnica puede ser útil más allá de las estimaciones de las emisiones de óxido nitroso.

“Nuestro enfoque también se puede utilizar para estimar la lixiviación de nitrógeno, las emisiones de amoníaco, otras emisiones de gases de efecto invernadero o la huella de agua y carbono. Estas mejoras de datos pueden ayudar realmente a crear y utilizar mejores modelos de análisis del ciclo de vida y del ecosistema”.

Kwon indica que los formuladores de políticas nacionales podrían utilizar el nuevo enfoque.

“El Informe de Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero de la EPA utiliza actualmente datos de fertilizantes nitrogenados a nivel estatal para generar estimaciones nacionales de las emisiones de óxido nitroso de los fertilizantes. Si aplican estos datos de alta resolución a nivel de condado, pueden refinar esos números a escala nacional” .

Los hallazgos también podrían ayudar a los agricultores a tomar decisiones de manejo más informadas.

“Los precios de los fertilizantes se están disparando en este momento, por lo que, dado que nuestros hallazgos sugieren que algunos agricultores están aplicando en exceso hasta un tercio de su nitrógeno, probablemente podrían dar un paso atrás y ahorrar algo de dinero”, dice Wander.

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