Азот у нашому харчуванні, воді, ґрунтах та повітрі, що запліднює друга або забруднюючий ворог Хемпден Парк
—Бонні Кілер
Азот підтримує світ у зеленому стані та зростає
Більшість з нас знайомі з азотом як важливою поживною речовиною для рослин. Азотні добрива підтримують зеленість наших газонів, здорові наші домашні рослини, а зелені і продуктивні поля нашої країни. Люди та інші тварини споживають азот як живлення, насамперед у вигляді тваринного або рослинного білка.
Азот є найпоширенішим елементом на землі - понад 80% повітря, яким ми дихаємо, складається з газу азоту (N2). Однак азот у повітрі недоступний для більшості рослин і тварин. Азот стає придатним для використання лише тоді, коли він “фіксується” біологічно рослинами або спеціалізованими мікроорганізмами за допомогою процесу, який називається “фіксація азоту”.
До початку 19 століття азот у формі, яка використовувалась рослинами, надходив лише через біологічну фіксацію азоту або блискавку. Сою та інші бобові рослини, що фіксують азот, висаджували для збільшення вмісту азоту в ґрунтах сільськогосподарських угідь, щоб інші квіткові рослини, такі як кукурудза, могли процвітати.
Все це змінилося на початку 1900-х років, коли двоє вчених, Фріц Хабер і Карл Бош, виявили, як штучно "закріпити" азот з повітря і перетворити його на добриво. Ця здатність виробляти власний азот зіграла величезну роль у успіху «зеленої революції» 1940–1960-х років. На жаль, у багатьох частинах світу азотні добрива все ще мають критично низький запас, що заважає менш розвиненим країнам вирощувати достатню кількість продовольчих культур для запобігання бідності та недоїдання.
Занадто багато доброго?
Незважаючи на всі суспільні переваги, які ми отримуємо завдяки нашій здатності виробляти або «фіксувати» азот, існують також важливі екологічні та пов’язані із здоров’ям витрати на створення, використання та накопичення надлишку азоту в нашому середовищі.
Азот є високореактивним елементом і може знаходитися в навколишньому середовищі у газоподібній, твердій або рідкій формах. У більшості природних екосистем азоту не вистачає, він використовується і використовується знову і знову. Рослини забирають азот із ґрунту, зберігають його в своїй тканині, а потім азот знову повертається в ґрунт, коли опаде листяна підстилка, рослини розкладаються або тварини відкладають відходи (думаю, гній). Така сама природна переробка азоту відбувається у вашому саду та на газонах.
Проблема в тому, що люди вносять більше азотних добрив, ніж будь-коли раніше. Більша частина цього додаткового азоту створюється у виробництві азотних добрив. Однак спалювання викопного палива з автомобілів та заводські викиди також додають додатковий азот у повітря у реактивній формі або в доступній для рослин формі. Насправді сьогодні більше половини азоту, який в даний час кружляє по планеті, «фіксується» людиною - близько 150 мільйонів тонн додаткового азоту, що додається щороку.
Від полів до струмків до океанів
Що відбувається з усім цим додатковим азотом? Тут, на Середньому Заході, ми купуємо і використовуємо багато азоту для удобрення своїх культур, газонів та садів. Кукурудза - дуже вимоглива до азоту рослина; фермери щовесни вносять великі кількості азотних добрив на поля, щоб забезпечити урожай.