Naukowcy: zanieczyszczenie powietrza zmniejsza plony. Winne są tlenki azotu

Tlenki azotu to jedne z najbardziej rozpowszechnionych zanieczyszczeń powietrza na świecie. Chociaż ich szkodliwość dla roślin jest dobrze udokumentowana naukowo, do tej pory nie wiedzieliśmy, w jakim stopniu wpływają na produkcję rolniczą na świecie. Okazuje się, że zmniejszenie poziomu tych związków chemicznych w atmosferze może przynieść zauważalne zwiększenie plonów.

Zespół naukowców z Uniwersytetu Stanforda oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego przeanalizował zdjęcia satelitarne terenów rolniczych w Stanach Zjednoczonych, Chinach, Indiach, Europie Zachodniej oraz Ameryce Północnej. Na podstawie barwy roślin badacze ocenili stan upraw, po czym porównali go z danymi satelitarnymi, wskazującymi poziom zanieczyszczenia dwutlenkiem azotu w danym miejscu na Ziemi. Badanie przeprowadzone zostało na danych z lat 2018-2020.

Jak wykazała analiza, uprawy w każdym z badanych punktów były wystawione na działanie dwutlenku azotu pochodzącego z obszarów miejskich - w największym stopniu wpływał on na tereny rolnicze w Chinach, Indiach i Europie Zachodniej.

Naukowcy wyliczyli, że ograniczenie zawartości pierwiastka w atmosferze do poziomu tła, czyli 5 procent obecnej wartości, mogłoby zwiększyć plony ozime w Chinach o 28 procent, a plony jare o 16 procent. Zauważalny, blisko 10-procentowy wzrost wystąpiłby również w Europie Zachodniej niezależnie od pory roku. W Indiach przewidywany byłby natomiast wzrost o 6 procent w przypadku upraw zimowych i 8 procent w przypadku letnich.

Tlenki azotu pojawiają się w atmosferze na skutek emisji zanieczyszczeń transportowych i energetycznych, w mniejszym stopniu rolniczych. Mają działanie fitotoksyczne - oznacza to, że uszkadzają roślinne tkanki. Działają one także jako katalizatory reakcji, w wyniku których powstaje ozon. Chociaż pełni on ważną rolę ochronną w wysokich warstwach atmosfery, tuż przy ziemi jest silnym utleniaczem, negatywnie wpływającym na kondycję roślin.

Główny autor badania, dr David Lobell z Uniwersytetu Stanforda zaznacza, że zaproponowany przez naukowców model nie uwzględnia niektórych czynników fizjologicznych, na przykład wewnętrznych mechanizmów obrony roślin przed tlenkami azotu i ozonem. Podkreśla on również konieczność przeprowadzenia kolejnych badań, tym razem biorących pod uwagę inne fitotoksyczne zanieczyszczenia, w tym dwutlenek siarki i amoniak.