کاهش تغییرات اقلیمی با مدیریت نیتروژن در کشاورزی

پژوهشگران، یک رویکرد کارآمد برای مدیریت نیتروژن در کشاورزی و کاهش اثرات زیست‌محیطی آن پیدا کرده‌اند. بدون نیتروژن کافی، محصولات رشد خوبی نخواهند داشت و بازده‌ی آن‌ها به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. از طرف دیگر، استفاده‌ی بیش‌از‌حد از کود نیتروژن نیز می‌تواند باعث آسیب به محیط‌زیست شود؛ به‌عنوان مثال ورود نیتروژن به حوضه‌ی آبریز، اکوسیستم‌های آبزی را آلوده می‌کند. 

مدیریت نیتروژن برای امنیت غذایی جهانی حیاتی است و برای کاهش آلودگی و تغییرات اقلیمی باید به آن اهمیت داد.

میائو و همکارانش درحال تحقیق روی روش‌های مدیریت کارآمد نیتروژن در کشاورزی بوده‌اند و پس از مقایسه‌ی چندین روش، رویکرد مدیریت نیتروژن با سنسور فعال را پیدا کرده‌اند که بیشترین تأثیر را به‌همراه دارد. در مدیریت نیتروژن با سنسور فعال کانوپی از سنسورهای نور برای کنترل سلامت و سرزندگی محصولات استفاده می‌کنند. باتوجه به بررسی‌های میدانی،‌ نرم‌افزار موجود در سنسورها میزان نیتروژن مورد نیاز محصولات را مشخص می‌کند. کشاورزان می‌توانند با استفاده از این داده‌ها، مقدار مناسبی از نیتروژن را برای محصولات خود به‌کار ببرند. میائو می‌گوید:

هدف از این روش، تطبیق میزان نیتروژن با نیاز محصولات کشاورزی است. به‌این‌ترتیب محصولات می‌توانند کودهای نیتروژن را مطابق با نیاز خود دریافت کنند و به‌نوبه‌ی خود بازدهی آن‌ها افزایش می‌یابد. این رویکرد در مقایسه با سایر استراتژی‌های مدیریت نیتروژن مزایای متعددی دارد. رویکرد مذکور استفاده‌ی کلی از نیتروژن را کاهش می‌دهد و همین‌طور مانع از کاهش نیتروژن در محیط‌زیست می‌شود و انتشار اکسید نیتروژن را نیز پایین می‌آورد.

سیستم‌های مبتنی بر سنسور کانوپی مزایای دیگری هم دارند. استفاده از این سنسورها سریع و بدون هیچ تخریبی است و به‌غیر از خرید سنسورها،‌ هیچ هزینه‌ای به کشاورزان تحمیل نمی‌کنند. هرچند جدیدترین مدل‌های این سنسورها با نور محیطی کار نمی‌کنند و کشاورزان می‌توانند بدون درنظر گرفتن شرایط آب‌و‌هوایی، ارزیابی دقیقی انجام دهند. مائو می‌گوید:

این روش، مزایای مالی نیز دارد، چراکه استفاده از کودهای نیتروژن را کاهش می‌دهد و درنتیجه کشاورزان می‌توانند هزینه‌های تولید را کاهش و بازدهی اقتصادی را افزایش دهند.

میائو و همکارانش از سال ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۲ مشغول آزمایش‌های میدانی روی استراتژی‌های مختلف مدیریت نیتروژن بودند. این پژوهشگران به بررسی استراتژی‌های مختلف روی گندم زمستانه و سیستم تناوب ذرت تابستانه پرداختند. میائو روی برخی از استراتژی‌های مدیریت نیتروژن آزمایش کرد و متوجه شد بااینکه استفاده از کود را کاهش می‌دهند، اما ایرادهایی نیز دارند. به‌عنوان مثال برای یکی از سیستم‌ها باید سطح نیتروژن خاک را آزمایش می‌کردند که محدودیت‌های زمانی، کاری و مالی به‌همراه داشت. به‌همین دلیل میائو به‌دنبال ارتقای سیستم‌ها است، برخی از سیستم‌های جدید بیشتر برای سیستم‌های تولید محصول با بازدهی بالا مناسب هستند و برخی دیگر شاید کارآمدتر از مدل‌های امروزی باشند.

میائو امیدوار است این سیستم‌های مبتنی بر سنسور در دسترس مردم جهان قرار بگیرد؛ چراکه استراتژی مدیریت نیتروژن برای اکثر محصولات کشورهای دنیا قابل استفاده است. اما به‌ نظر میائو، کشاورزان نمی‌توانند به تنهایی در این کار موفق شوند و به‌همین دلیل کشاورزان، پژوهشگران و تامین‌کنندگان خدمات باید با هم همکاری کنند. با این کار، کشورها به‌خصوص کشورهای درحال توسعه می‌توانند راحت‌تر این سیستم را بپذیرند.