Pupuk Bertanggung Jawab Meningkatnya Nitro Oksida di Atmosfer

Sumber : Sciencedaily.com

Universitas California, Berkeley, ahli kimia telah menemukan bukti bahwa peningkatan penggunaan pupuk lebih dari 50 tahun yang lalu bertanggung jawab terhadap kenaikan signifikan kandungan nitro oksida di atmosfer, yang merupakan gas utama yang berkontribusi terhadap perubahan iklim.

Ilmuwan iklim telah berasumsi bahwa penyebab peningkatan nitro oksida adalah nitrogen yang terkandung dalam pupuk, yang menstimulasi mikroba di tanah untuk mengkonversi nitrogen ke nitro oksida lebih cepat dari biasanya.

Penelitian terbaru dilaporkan pada isu April dalam Journal Nature Geo-science, menggunakan data isotop nitrogen untuk mengidentifikasi sidik jari yang jelas mengenai penggunaan pupuk dalam contoh udara dari Antartika dan Tasmania.

“Penelitian ini merupakan yang pertama yang menunjukkan secara empiris dari data yang ada bahwa rasio isotop nitrogen di atmosfer dan bagaimana hal tersebut sudah berubah dari waktu-waktu merupakan sidik jari penggunaan pupuk,”  kata ketua penilitian Kristie Boering, Profesor Chemistry and of Earth and Planetary Science di Universitas Kalifornia Berkeley.

Menurutnya, hal tersebut bukan menjelek-jelekkan pupuk. Manusia tidak akan bisa menghentikan penggunaan pupuk. Namun, pihaknya berharap penelitian ini akan berkontribusi dalam perubahan penggunaan pupuk dan praktik pertanian yang akan membantu memitigasi pelepasan nitro oksida ke atmosfer.

Sejak tahun 1750, tingkat nitro oksida di udara telah meningkat hingga 20%, dari di bawah 270 ppb menjadi lebih dari 320 ppb. Setelah karbon dioksida, metana, nitro oksida (N₂O) merupakan potensi gas rumah kaca (GRK), menjebak panas, dan berkontribusi terhadap pemanasan global. Hal tersebut juga merusak ozon stratosfer, yang menjaga planet dari sinar ultraviolet yang berbahaya.

Mencari tahu asal nitro oksida di atmofermer lebih sulit karena molekul dari lahan pertanian sepertinya sangat identik dari satu yang berasal dari hutan alam atau samudra jika mengukur konsentrasi total. Namun, perlakuan metabolisme mikroba mempengaruhi rasio isotop nitrogen mikroba N₂O menghasilkan tanda sidik jari yang dapat dideteksi dengen tehnik sensitif.

Sidik jari sumber nitrogen dapat dilacak karena bakteri dalam lingkungan yang kaya akan nitrogen, seperti lahan yang telah dipupuk lebih memilih menggunakan nitrogen-14 (¹⁴N), isotop yang paling umum dibanding nitrogen-15 (¹⁵N).

Mikroba mampu mendiskrimisasikan nitrogen-15, sehingga sidik jari sumber N₂O dari lahan yang telah dipupuk lebih besar proporsinya untuk nitrogen-14.

Dengan mengukur rasio isotop nitrogen keseluruhan, rasio isotop pada atom pusat nitrogen, dan membandingkan atom pusat nitrogen dengan rasio isotop oksigen-18/oksigen-16, yang tidak berubah lebih dari 65 tahun, hal tersebut mampu menggambarkan gambar arahan yang konsisten pada pupuk dalam sumber utama peningkatan kandungan N₂O di atmosfer.

Rasio-rasio isotop tersebut juga menunjukkan bahwa penggunaan pupuk telah menyebabkan perubahan jalan mikroba tanah menghasilkan N₂O. Output relatif bakteri penghasil N₂O adalah peningkatan nitrifikasi dari 13 ke 23 di seluruh dunia, sementara output relatif bakteri yang menghasilkan N₂O dengan denitrifikasi (biasanya tanpa ada oksigen) turun menjadi 87 ke 77%.

Membatasi emisi nitro oksida dapat menjadi langkah utama mengurangi semua gas rumah kaca dan mengurangi pemanasan global. Salah satu pendekatan yang bisa dilakukan adalah waktu penggunaan pupuk tidak pada saat hujan, karena tanah yang basah, mikroba dapat menghasilkan nitro oksida yang cukup banyak secara tiba-tiba. Perubahan pada lahan yang digarap misalnya, penggunaan pupuk pada lahan dapat mengurangi produksi nitro oksida.

Penelitian yang melibatkan analisa sidik jari isotop nitro oksida dari beberapa sumber, dapat membantu para petani menentukan strategi yang paling efektif. Hal tersebut juga membantu potensi pengaruh negatif pertumbuhan produk pertanian untuk biofuel, karena beberapa bahan baku membutuhkan pupuk yang menghasilkan N₂O.

Penelitian ini menunjukan pada kita agar kita bisa memprediksi lebih baik perubahannya, serta efeknya terhadap iklim dan penipisan lapisan stratosfer.

Sumber: sciencedaily.com