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Grüner Dünger zur Bekämpfung von Treibhausgasemissionen
Die Welt steht vor einer wachsenden Klimakrise, und einer der Hauptverursacher dieser Krise sind die Treibhausgasemissionen. Im Herzen der Agrarregion der Vereinigten Staaten kommen Forscher zusammen, um dieses Problem direkt anzugehen. Die Zusammenarbeit zwischen der Iowa State University und der Wichita State University konzentriert sich auf die Entwicklung eines Systems, das Pflanzendünger revolutionieren und deren Auswirkungen auf die Umwelt erheblich reduzieren kann.
Erfassung von überschüssigem Stickstoff und Kohlendioxid
Die wichtigste Innovation dieses Projekts liegt in der Abscheidung und Nutzung von Abfallstickstoff und Kohlendioxid. Diese Nebenprodukte, die oft mit landwirtschaftlichen Abwässern in Zusammenhang stehen, werden typischerweise in die Atmosphäre freigesetzt und tragen zu Treibhausgasemissionen bei. Dieses Forschungsteam arbeitet jedoch an einem neuartigen Ansatz, um diese Emissionen in einen grünen Dünger namens „grüner Harnstoff“ umzuwandeln.
Reduzierung der Lachgasemissionen
Eines der Hauptziele dieser Bemühungen ist die Bekämpfung der Lachgasemissionen, die 300-mal stärker sind als das Treibhausgas Kohlendioxid. Durch das Auffangen und Umwandeln von Abfallstickstoff wollen die Forscher einen nachhaltigen und umweltbewussten Stickstoffdünger entwickeln. Dies kommt nicht nur der Umwelt zugute, sondern auch den vom Klimawandel bedrohten Bauern- und Viehzuchtgemeinschaften im Mittleren Westen.
Unterstützung der National Science Foundation
Die National Science Foundation hat die Bedeutung dieses Projekts erkannt und leistet erhebliche Unterstützung. Mit einem vierjährigen Zuschuss in Höhe von 4 Millionen US-Dollar aus dem Established Program to Stimulate Competitive Research (EPSCoR) wird diese Forschung voraussichtlich erhebliche Auswirkungen haben. EPSCoR-Zuschüsse sollen die wissenschaftliche Infrastruktur und Kapazitäten im ganzen Land verbessern. Dieser spezielle Zuschuss fällt in die „Track 2“-Kategorie des Programms, die sich auf die Förderung der Forschung zum Klimawandel und der Widerstandsfähigkeit konzentriert.
Zwei Teams, eine Mission
Das Projekt ist auf zwei Teams aufgeteilt, die von Experten auf ihrem jeweiligen Gebiet geleitet werden. An der Iowa State University leitet Wenzhen Li die Forschung mit einem multidisziplinären Team, das sich auf Materialien, Prozesse und Reaktoren für die elektrochemische Abscheidung und Umwandlung von Abfallstickstoff und Kohlendioxid konzentriert. Sie widmen sich auch der Aufklärung von Landwirten und Viehzüchtern über die Vorteile dieses neuen grünen Düngers.
In Kansas ist Shuang Gu, außerordentlicher Professor für Maschinenbau an der Wichita State, führend. Sein Team ist für die Erfassung und Konzentration von Nitrat, die Untersuchung der mikrobiellen Gemeinschaften im Boden und die Durchführung von Ökobilanzen von Gründüngern verantwortlich. Sie werden auch die gesellschaftlichen Auswirkungen der Einführung dieser umweltfreundlichen Düngemittel analysieren.
Ein ganzheitlicher Ansatz zur Nachhaltigkeit
Diese gemeinsame Anstrengung geht über die Entwicklung eines neuen grünen Düngers hinaus. Ziel ist der Aufbau eines gesamten Systems von Technologien und Wissen zur umfassenden Bekämpfung von Lachgasemissionen aus Düngemitteln. Dazu gehören die Abscheidung von überschüssigem Stickstoff und Kohlendioxid, die Synthese von grünem Harnstoff und die Durchführung strenger Analysen der ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile grüner Düngemittel.
Nutzung erneuerbarer Energien
Um die Nachhaltigkeit weiter zu verbessern, planen die Forscher, ihren elektrochemischen Syntheseprozess mit Wind- und Sonnenenergie zu betreiben und dabei die reichlich vorhandenen erneuerbaren Energieressourcen in Iowa und Kansas zu nutzen. Dieser Ansatz steht im Einklang mit dem umfassenderen Ziel, den mit der Düngemittelproduktion verbundenen COXNUMX-Fußabdruck zu reduzieren.
Stärkung der Landwirtschaft im Mittleren Westen
Letztlich geht es bei dieser Initiative um die Stärkung der Landwirtschaft im Mittleren Westen, dem Herzen der amerikanischen Landwirtschaft. Durch die Reduzierung der Lachgasemissionen und die Bereitstellung einer umweltfreundlichen Alternative zu herkömmlichen Düngemitteln könnte diese Forschung zum langfristigen Wohlstand der Landwirtschaft im Mittleren Westen beitragen und gleichzeitig die Herausforderungen des Klimawandels angehen.
Mit den Worten der Forscher: „Wir leben im Mittleren Westen – dem Herzen der Landwirtschaft – und fühlten uns verpflichtet, etwas zu tun, um dieses nationale Problem der Treibhausgas- und Lachgasemissionen zu lindern.“ Der von Lachgas befreite Stickstoffdünger könnte das langfristige Gedeihen und den Wohlstand der Landwirtschaft im Mittleren Westen stärken und gleichzeitig die Probleme des Klimawandels abmildern.“
Im weiteren Verlauf des Projekts besteht das Potenzial, nicht nur die landwirtschaftlichen Praktiken im Mittleren Westen zu verändern, sondern auch weltweit als Modell für eine nachhaltige Landwirtschaft zu dienen. Dieser innovative Ansatz zeigt, dass die Bekämpfung des Klimawandels mit der Verbesserung der Widerstandsfähigkeit und der wirtschaftlichen Rentabilität der Landwirtschaft einhergehen kann.