Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Teknologi

Kawasan di Eropa berisiko pencucian nitrat – ScienceDaily


Pencemaran unsur hara air tanah akibat pupuk berbasis nitrogen merupakan masalah di banyak tempat di Eropa. Perhitungan oleh tim ilmuwan yang dipimpin oleh UFZ telah menunjukkan bahwa selama setidaknya empat bulan per tahun, nitrat dapat larut ke dalam air tanah dan air permukaan di sekitar tiga perempat lahan pertanian Eropa. Oleh karena itu, proporsi wilayah yang berisiko mengalami pencucian nitrat hampir dua kali lebih besar dari yang diasumsikan sebelumnya.

Di bidang pertanian, pupuk berbasis nitrogen sering tidak diterapkan dengan cara yang sesuai dengan lokasi dan kegunaannya. Jika levelnya terlalu tinggi, tanaman tidak sepenuhnya menyerap nitrogen. Akibatnya, kelebihan nitrogen larut ke dalam air tanah dan air permukaan sebagai nitrat – masalah yang terjadi di beberapa negara UE. Misalnya, pada tahun 2018, Pengadilan Eropa (ECJ) mengutuk negara-negara Uni Eropa termasuk Jerman karena melanggar Petunjuk Nitrat Uni Eropa. Tahun lalu, Komisi Uni Eropa mengingatkan Jerman untuk menerapkan keputusan ECJ.

Berapa banyak nitrogen yang digunakan melalui pemupukan dapat memasuki air tanah dan air permukaan sebagai nitrat atau didenitrifikasi (yaitu diubah menjadi nitrogen molekuler dan nitrogen oksida dan dilepaskan ke udara) tergantung, antara lain, pada proses kompleks di dalam tanah. Tim peneliti UFZ dan mitra AS yang dipimpin oleh ahli hidrologi Dr Rohini Kumar kini telah menganalisis secara lebih rinci proses mana yang menentukan nasib nitrogen berlebih. Fokusnya adalah pada proses hidrologi dan biogeokimia di zona perakaran (yaitu area yang membentang dari permukaan tanah hingga kedalaman satu meter). “Zona akar adalah bagian paling dinamis dan aktif dari lapisan tanah, di mana kelembaban tanah, penguapan dan fase kering / basah berpengaruh nyata,” kata Kumar. Ini bertindak sebagai filter hidroklimatik dan biogeokimia antara permukaan dan lapisan bawah permukaan yang lebih dalam.

Kerentanan lahan pertanian terhadap pencucian nitrat sejauh ini telah dijelaskan dengan menggunakan informasi statis tentang penggunaan lahan, tanah, dan topografi bentang alam, dikombinasikan dengan curah hujan rata-rata dan tingkat air tanah – tanpa memperhitungkan variabilitas temporal mereka. “Namun, curah hujan dan suhu berubah setiap hari. Ini mempengaruhi penguapan dan air tanah dan pada akhirnya waktu retensi dan pengangkutan air ke lapisan yang lebih dalam. Nilai rata-rata, seperti yang digunakan untuk menggambarkan kondisi statis, oleh karena itu kurang sesuai dari perspektif saat ini,” jelas Kumar. Oleh karena itu, para peneliti menggunakan pendekatan dinamis untuk menghitung berapa lama nitrat terlarut dapat bertahan di zona akar sebelum larut ke tingkat yang lebih dalam. Mereka menggabungkan mHM (model hidrologi mesoscale) yang dikembangkan di UFZ dengan perhitungan perubahan harian retensi air dan nitrat di zona akar serta denitrifikasi. Dengan bantuan mHM, para ilmuwan dapat mensimulasikan distribusi spasial-temporal dinamika hidrologi serta dinamika transportasi yang terjadi di zona akar di seluruh Eropa hingga hari ini selama 65 tahun terakhir.

Dengan pendekatan baru, para peneliti UFZ menyimpulkan bahwa setidaknya selama empat bulan per tahun, hampir 75% lahan pertanian Eropa rentan terhadap pencucian nitrat ke air tanah dan air permukaan. Jika pendekatan statis digunakan, proporsi ini hanya 42%. “Karena dinamika spasial-temporal transportasi air belum diperhitungkan dalam penilaian kerentanan dalam membatasi zona rentan nitrat, luas spasial dari area rentan nitrat terlalu diremehkan,” penulis bersama dan ahli hidrogeologi UFZ, Dr Andreas Musolff menyimpulkan. Hal tersebut antara lain menyangkut wilayah di timur dan timur laut Jerman, Semenanjung Iberia, dan beberapa negara Eropa Timur.

Menurut para peneliti UFZ, penemuan baru ini dapat membantu manajemen risiko nitrogen di pertanian dengan lebih baik. “Para petani dapat menggunakan informasi yang lebih tepat untuk lebih tepat menyesuaikan cara pemupukan mereka, dengan demikian memastikan bahwa nitrat sesedikit mungkin ada di dalam tanah selama bulan-bulan yang sangat kritis,” kata Musolff. Ini akan mencegah nitrat tambahan memasuki air tanah dan air permukaan. “Studi yang berfokus pada zona tanah ini merupakan titik awal untuk penilaian risiko yang komprehensif dari beban nitrat di air tanah dan air permukaan. Selanjutnya akan dilanjutkan dengan penelitian lebih lanjut tentang transportasi dan denitrifikasi di bawah tanah, air tanah dan air permukaan,” kata Kumar.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Pusat Penelitian Lingkungan Helmholtz – UFZ. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney