Aliran sungai di kawasan pertanian mengeluarkan sejumlah besar oksida nitrat, gas rumah kaca yang kuat, menurut penelitian baru yang dipimpin oleh Zhongjie Yu, ahli hidrologi di Universitas Illinois Urbana-Champaign. Dalam penelitian terbaru yang dilakukan di hulu daerah aliran sungai Minnesota, Yu menemukan bahwa air tersebut mengandung kadar oksida nitrat terlarut puluhan ribu kali lebih tinggi daripada yang diperkirakan dalam kondisi atmosfer normal.
Yu, asisten profesor di Departemen Sumber Daya Alam dan Ilmu Lingkungan, dan timnya telah menerbitkan dua makalah yang menyoroti bahwa sebagian besar emisi ini berasal dari proses nitrifikasi di tanah pertanian. Fenomena ini menyumbang porsi anggaran nitro oksida tahunan yang lebih besar dibandingkan perkiraan sebelumnya.
Secara tradisional, emisi dinitrogen oksida diukur langsung dari tanah. Namun, penelitian Yu menunjukkan adanya emisi yang signifikan dari aliran sungai yang menerima limpasan nitrogen dari lahan pertanian. “Berfokus hanya pada emisi tanah tidak memperhitungkan hilangnya dinitrogen oksida ke ekosistem hilir,” jelas Yu. Studinya menunjukkan bahwa emisi tidak langsung ini dapat mencapai sepertiga total emisi di wilayah Corn Belt.
Pertanian merupakan sumber nitrogen oksida yang terkenal, yang hampir 300 kali lebih efektif dalam memerangkap panas dibandingkan karbon dioksida dan tetap berada di atmosfer dalam jangka waktu lama. Prosesnya biasanya dimulai ketika pupuk berbasis nitrogen diterapkan ke lahan. Meskipun sebagian nitrogen diserap oleh tanaman, sebagian besarnya dapat terbawa ke saluran air terdekat atau diubah menjadi dinitrogen oksida oleh mikroba tanah.
Temuan Yu menunjukkan bahwa pendekatan konvensional dalam mengukur emisi dinitrogen oksida mungkin meremehkan kontribusi aliran sungai. Dengan meningkatkan pemahaman kita mengenai jalur tidak langsung ini, inventarisasi emisi regional yang lebih akurat dapat dikembangkan, sehingga membantu dalam merancang strategi mitigasi yang efektif.
Penelitian ini juga mengidentifikasi periode dan lokasi kritis emisi dinitrogen oksida, seperti setelah hujan lebat atau pencairan salju, dan di wilayah dengan hubungan hidrologis yang kuat antara tanah dan sungai. Yu menekankan pentingnya upaya mitigasi yang ditargetkan pada masa-masa ini.
Selain implikasi praktis terhadap pengelolaan pertanian, studi ini menggarisbawahi perlunya pendekatan holistik yang mempertimbangkan siklus nitrogen dan air. Hal ini dapat mencakup praktik seperti penggunaan tanaman penutup tanah di musim dingin atau irigasi terkontrol untuk mengurangi pencucian dan meningkatkan kualitas air, yang juga dapat membantu menurunkan emisi gas rumah kaca.
Temuan dari penelitian ini, yang didukung oleh National Science Foundation dan badan pendanaan internasional lainnya, telah dipublikasikan diSains & Teknologi LingkunganDanSurat Penelitian Geofisika. Penelitian lebih lanjut akan dilanjutkan di jaringan tujuh menara untuk mendapatkan pemahaman yang lebih luas mengenai dampak regional dari emisi ini.
