减少空气污染会导致更高的作物产量

斯坦福大学领导的一项新的研究中,揭示了如何删除一个常见的空气污染物会导致作物产量显著提升。

氧化氮影响农作物产量

这项研究发表在科学的进步,是第一个使用卫星图像揭示氮氧化物(也称为NOx),气体工业排放和汽车尾气,影响农作物产量。这些发现可能增加农业产出具有重要影响和分析应对气候变化的减排成本。

“氮氧化物人类是看不见的,但新卫星已经能够用难以置信的地图精度高,“教授大卫·罗贝尔,该研究的主要作者,斯坦福大学的中心主任在食品安全和环境斯坦福新闻采访时表示“因为我们还可以从太空测量作物生产,这种开放的机会迅速提高我们的知识,这些气体是如何影响不同地区的农业。”

一个广泛的污染物排放

科学家早就知道氮氧化物的潜在破坏作物细胞直接,间接影响他们通过他们的角色作为前体臭氧的形成,本身一个机载毒素降低作物产量。然而,对氮氧化物的对农业生产率的影响。缺乏空气监测站和重叠的农业地区,再加上不同污染物的干扰,过去的研究有限。

为了克服这些限制,罗贝尔和他的同事利用卫星作物绿色措施结合二氧化氮水平在2018 - 2020年期间。尽管人眼不可见,二氧化氮与紫外线具有明显的交互。这种方法使团队卫星测量的气体在更高的空间和时间分辨率相比其他空气污染物。二氧化氮是氮氧化物的主要形式,它可以作为一个好的测量总氮的浓度。

引用在一次新闻发布会上,研究的合著者詹妮弗·伯尼环境科学副教授加州大学圣地亚哥说,“除了更容易比其他污染物测量,二氧化氮的不错的功能是主要污染物,这意味着它是直接排放而不是在大气中形成的。这意味着有关排放的影响比其他污染物更简单。”

这将会对作物带来怎样的影响?

利用这些数据,研究人员计算,减少氮氧化物的排放约50%在每个地区对冬季作物提高产量约25%和15%在中国夏季作物。

据估计,在西欧,收益率为冬季和夏季作物提高近10%。在印度粮食产量计算增加了大约百分之八,夏季作物为百分之六,冬季作物。北美和南美通常被证明有氮氧化物曝光的最低水平。
总的来说,这项研究强调,出现最负面的影响在季节和位置氮氧化物可能驱动臭氧的形成。

如何减少氮氧化物

斯坦福新闻,伯尼说,“你会采取的行动减少氮氧化合物,如汽车电气化、重叠与能量转换的类型需要减缓气候变化对人类健康和改善当地的空气质量。”她补充道,“主要带回家”的研究,这些行为的后果可能有利于农业、缓解人口增长与粮食供应有关的问题。

事实上,先前的研究伯尼特估计,减少臭氧、颗粒物、二氧化氮和二氧化硫在1999 - 2019年期间促成了一个近似的美国玉米和大豆产量增加20%左右。这相当于每年约50亿美元。

未来的研究探索污染物对作物产量的影响

展望未来,研究人员说,他们的分析可以利用其他卫星观测,以更好地了解二氧化氮对作物的影响的不同程度的敏感气体在整个生长季节。这可能会导致更详细检查其他污染物和气象变量,如干旱和炎热,所有这些都有助于解释为什么二氧化氮影响作物在不同的地区,不同的年,和季节。

参考:罗贝尔大卫B。迪托马索·普,伯尼詹妮弗·a .全球无处不在-二氧化氮对作物生长的影响。Sci睡觉。8 (22):eabm9909。doi:10.1126 / sciadv.abm9909。

这篇文章是一个返工的新闻稿发行的斯坦福大学。材料已经编辑的长度和内容。