哥斯達黎加利用核科學改善肥料使用和測量溫室氣體排放

造成全球變暖的溫室氣體 (GHG) 約有四分之一來自農業(yè)和土地利用變化。其中一種氣體，一氧化二氮，在釋放時使大氣變暖的程度是二氧化碳的 265 倍。一氧化二氮通過不同的生物過程從氮中釋放出來，氮是一種天然存在于土壤中并通過化學和有機肥料添加的植物營養(yǎng)素。施用過量的肥料會導致有害溫室氣體釋放到大氣中，從而導致氣候變化。

 

在哥斯達黎加，科學家們正在尋找使用肥料減少水稻生產溫室氣體排放的最佳方法，同時通過氣候智能型農業(yè)實踐提高植物生產力和農民生計。與原子能機構和聯合國糧食及農業(yè)組織 (FAO) 一起，該國國家稻米公司 (CONARROZ) 和環(huán)境污染研究中心 (CICA) 的研究人員正在使用同位素技術更好地了解和建立關于使用同位素的最佳實踐水稻種植園中氮肥的使用。

 

“植物需要十七種養(yǎng)分，其中最重要的是氮，”糧農組織/原子能機構糧食和農業(yè)核技術聯合中心的土壤科學家穆罕默德扎曼說。Zaman 支持哥斯達黎加研究人員的工作：“傳統上農民使用氮肥來改良作物。然而，它們可能會添加比植物吸收更多的氮。這不僅會產生額外的一氧化二氮排放，還會降低工廠的生產力，影響農民的收入。”

 

CONARROZ 和 CICA 正在使用同位素技術來精確確定優(yōu)化水稻需要多少肥料、在水稻生命周期中何時施肥以及水稻肥料的理想化學成分。

 

CICA 研究員安娜·加布里埃拉·佩雷斯·卡斯蒂略 (Ana Gabriela Pérez Castillo) 表示：“我們正在尋找一種肥料組合，既能最大限度地提高植物生產力，又能將一氧化二氮和氨的排放量降至最低。” 她說，她的國家需要有關其排放量的可靠數據，并且需要能夠自行收集此類數據。在這方面，她正在使用氮 15 同位素技術進行實驗，以追蹤一氧化二氮排放的運動和來源，并確定它們是由肥料中的氮還是土壤中的氮產生的。

 

“我們的實驗數據將幫助我們和原子能機構為農民制定準確且易于理解的說明——教導他們限制化肥使用不僅有利于環(huán)境，而且有利于他們自己作物的生產力，”

 

說佩雷斯。

 

Pérez 和 CICA 的其他研究人員長期以來一直使用氮 15 同位素技術來研究如何減少農業(yè)中的溫室氣體排放。對于這項工作以及與環(huán)境相關的許多其他活動，CICA 自 2006 年以來一直是 IAEA 的合作中心。

 

作為原子能機構合作中心，CICA 一直在向其他國家的研究人員和專家轉讓其在核技術和同位素技術方面的知識和專長。通過與 IAEA 的指定，CICA 通過任務、講習班、電子學習計劃和與氣候變化相關主題的網絡研討會在該地區(qū)培訓了 2000 多名科學家和專家。

 

“通過這門課程，我學會了如何測量農業(yè)的碳足跡，尤其是水稻生產的碳足跡，”CONARROZ 區(qū)域協調員 Randall Chavarría Rojas 說，他參加了有關土壤碳捕獲的電子學習課程。“它還幫助我了解了人類活動對全球變暖的影響，并教會了我作為稻米生產者可以采取哪些行動來減輕對環(huán)境的負面影響。”

 

作為拉丁美洲環(huán)境同位素技術電子學習課程的先驅，CICA 作為 IAEA 協作中心的合同去年續(xù)簽至 2025 年。未來幾年，CICA 和 IAEA 將繼續(xù)實施電子學習氣候智能型農業(yè)、溫室氣體測量和監(jiān)測以及生物炭使用相關領域的活動和四個技術合作項目——生物炭是一種由碳和灰燼制成的黑色殘留物，可用于提高土壤肥力和作物產量，并從中吸收碳氣氛。