Para obtener la contabilidad más precisa del impacto ambiental de un producto, los científicos analizan el ciclo de vida completo del producto, desde la cuna hasta la tumba. Es un gran cálculo conocido como evaluación del ciclo de vida LCA, y las emisiones de gases de efecto invernadero son un componente clave.
Para el etanol de maíz, la mayoría de las emisiones de gases de efecto invernadero se pueden asignar a la producción, el transporte y la combustión del combustible, pero una gran parte del cálculo de los gases de efecto invernadero se puede rastrear hasta la granja. Sin embargo, debido a preocupaciones de privacidad, los científicos puedenacceder a decisiones de gestión de fincas individuales, como el tipo y la dosis de fertilizante.
Los datos sobre fertilizantes nitrogenados son una parte importante del cálculo porque una parte de estos fertilizantes terminan en la atmósfera en forma de óxido nitroso, un gas de efecto invernadero muy potente. Los datos sobre fertilizantes nitrogenados de maíz están disponibles públicamente a nivel nacional y estatal,pero los científicos argumentan que este nivel de resolución enmascara lo que realmente se está aplicando en las granjas de todo el país y podría conducir a LCA inexactos para el etanol de maíz.
En un nuevo estudio de la Universidad de Illinois y el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU., Los investigadores desarrollaron los primeros conjuntos de datos de aplicación de nitrógeno a nivel de condado para el maíz, mejorando drásticamente la precisión de los cálculos de gases de efecto invernadero para el cultivo.
"Tener buenos datos es realmente importante para fomentar una discusión compartida y una mayor confianza en los ACV. Hemos visto algunos abusos del análisis del ciclo de vida utilizando números realmente crudos, reduciendo grandes promedios que realmente pueden variar mucho.El nivel del condado todavía no es tan preciso como nos gustaría, es un gran logro llegar a esa escala ", dice Michelle Wander, profesora del Departamento de Recursos Naturales y Ciencias Ambientales de Illinois y coautora del estudio.
Hoyoung Kwon, científico ambiental principal en el Centro de Evaluación de Sistemas en Argonne y coautor del estudio, dice que el protocolo y los hallazgos ayudarán a la comunidad agrícola y bioeconómica a comprender mejor los impactos de los datos de fertilizantes nitrogenados de alta resolución enACV de biocombustibles.
"El óxido nitroso constituye aproximadamente la mitad del total de gases de efecto invernadero asociados con el cultivo de maíz", dice Kwon. "Ahora podemos diferenciar las emisiones de óxido nitroso asociadas con el cultivo de maíz a nivel de condado y podemos mostrar cuánto varían estas emisiones según la ubicacióny prácticas agrícolas. "
Yushu Xia, quien dirigió el análisis y recientemente terminó su programa de doctorado con Wander, utilizó dos enfoques para determinar el uso de fertilizantes nitrogenados y estiércol a nivel de condado.
El primero, que Xia llama el enfoque de arriba hacia abajo, fue un poco como armar un rompecabezas usando piezas de diferentes tamaños. A nivel de condado, encontró datos para fertilizantes nitrogenados y estiércol, pero los números se agregaron en todoscultivos, no maíz específicamente. El conjunto de datos a nivel estatal incluía el área fertilizada en maíz, por lo que era una cuestión de hacer coincidir el condado con el estado. El conjunto de datos del estado también incluía aportes de nitrógeno, pero los agregaba en todos los tipos de fertilizantes. Validación de datos o doble verificación del estadoy la información del país, por lo tanto, se convirtió en otro rompecabezas.
"Para el enfoque de arriba hacia abajo, usamos datos derivados de las ventas de fertilizantes, información compilada por la Asociación Estadounidense de Funcionarios de Control de Alimentos Vegetales. Por lo tanto, asumimos que estos números son relativamente precisos; alguien realmente compró ese nitrógeno. Yushu hizo un esfuerzo minucioso, básicamente usando esa capa de datos de cultivos como un rompecabezas para averiguar cuánto maíz hay, dónde y en qué rotación a lo largo del tiempo. Y luego también para el estiércol: ¿cuántos animales hay? ¿Dónde están? ¿Qué tipo de desechos animales y cómoEs literalmente un esfuerzo presupuestario para tratar de averiguar qué es razonable y verdadero ", dice Wander.
El segundo enfoque de Xia tomó el rendimiento del maíz, la rotación de cultivos y las propiedades del suelo del nivel del condado y estimó los aportes de nitrógeno en función de la cantidad de nitrógeno que se necesitaría para lograr ese rendimiento. Al comparar los resultados de los dos enfoques, los agricultores de Xia están aplicando nitrógenoen exceso de lo necesario.
"A nivel nacional, los promedios ponderados de los aportes de nitrógeno del maíz basados en el área plantada de maíz excedieron las necesidades de nitrógeno en 60 kilogramos por hectárea, con un excedente de nitrógeno en el 80% de todos los condados productores de maíz de EE. UU.", Dice Xia.
El exceso de aplicación fue más pronunciado en el medio oeste, seguido por las llanuras del norte. El sureste y el noroeste tuvieron tasas de aplicación de nitrógeno y niveles de excedente comparativamente bajos. Los estados del oeste fueron más variables en general.
Xia dice que la técnica puede ser útil más allá de las estimaciones de emisiones de óxido nitroso.
"Nuestro enfoque también se puede utilizar para estimar la lixiviación de nitrógeno, las emisiones de amoníaco, otras emisiones de gases de efecto invernadero o la huella hídrica y de carbono. Estas mejoras de datos pueden ayudar realmente a crear y utilizar mejores modelos de ecosistemas y análisis del ciclo de vida".
Kwon indica que el nuevo enfoque podría ser utilizado potencialmente por los formuladores de políticas a nivel nacional.
"El informe del inventario nacional de gases de efecto invernadero de la EPA utiliza actualmente datos de fertilizantes nitrogenados a nivel estatal para generar estimaciones nacionales de las emisiones de óxido nitroso de los fertilizantes. Si aplican estos datos de alta resolución a nivel de condado, pueden refinar esos números a escala nacional. "
Los resultados también podrían ayudar a los agricultores a tomar decisiones de gestión más informadas.
"Los precios de los fertilizantes están por las nubes en este momento, por lo que, dado que nuestros resultados sugieren que algunos agricultores están aplicando en exceso hasta un tercio de su nitrógeno, probablemente podrían retroceder un poco y ahorrar algo de dinero", dice Wander.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Agrícolas, Ambientales y del Consumidor de la Universidad de Illinois . Original escrito por Lauren Quinn. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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