造成全球变暖的温室气体 (GHG) 约有四分之一来自农业和土地利用变化。其中一种气体，一氧化二氮，在释放时使大气变暖的程度是二氧化碳的 265 倍。一氧化二氮通过不同的生物过程从氮中释放出来，氮是一种天然存在于土壤中并通过化学和有机肥料添加的植物营养素。施用过量的肥料会导致有害温室气体释放到大气中，从而导致气候变化。
哥斯达黎加的研究人员在稻田中采集样本，以更好地了解农民如何改善肥料使用，同时减少温室气体排放。(照片：A. Pérez/CICA)
在哥斯达黎加，科学家们正在寻找使用肥料减少水稻生产温室气体排放的最佳方法，同时通过气候智能型农业实践提高植物生产力和农民生计。与原子能机构和联合国粮食及农业组织 (FAO) 一起，该国国家稻米公司 (CONARROZ) 和环境污染研究中心 (CICA) 的研究人员正在使用同位素技术更好地了解和建立关于使用同位素的最佳实践水稻种植园中氮肥的使用。
“植物需要十七种养分，其中最重要的是氮，”粮农组织/原子能机构粮食和农业核技术联合中心的土壤科学家穆罕默德扎曼说。Zaman 支持哥斯达黎加研究人员的工作：“传统上农民使用氮肥来改良作物。然而，它们可能会添加比植物吸收更多的氮。这不仅会产生额外的一氧化二氮排放，还会降低工厂的生产力，影响农民的收入。”
ConARROZ 和 CICA 正在使用同位素技术来精确确定优化水稻需要多少肥料、在水稻生命周期中何时施肥以及水稻肥料的理想化学成分。
CICA 研究员安娜·加布里埃拉·佩雷斯·卡斯蒂略 (Ana Gabriela Pérez Castillo) 表示：“我们正在寻找一种肥料组合，既能最大限度地提高植物生产力，又能将一氧化二氮和氨的排放量降至最低。” 她说，她的国家需要有关其排放量的可靠数据，并且需要能够自行收集此类数据。在这方面，她正在使用氮 15 同位素技术进行实验，以追踪一氧化二氮排放的运动和来源，并确定它们是由肥料中的氮还是土壤中的氮产生的。
“我们的实验数据将帮助我们和原子能机构为农民制定准确且易于理解的说明——教导他们限制化肥使用不仅有利于环境，而且有利于他们自己作物的生产力，”佩雷斯说。
Pérez 和 CICA 的其他研究人员长期以来一直使用氮 15 同位素技术来研究如何减少农业中的温室气体排放。对于这项工作以及与环境相关的许多其他活动，CICA 自 2006 年以来一直是 IAEA 的合作中心。
作为原子能机构合作中心，CICA 一直在向其他国家的研究人员和专家转让其在核技术和同位素技术方面的知识和专长。通过与 IAEA 的指定，CICA 通过任务、讲习班、电子学习计划和与气候变化相关主题的网络研讨会在该地区培训了 2000 多名科学家和专家。
“通过这门课程，我学会了如何测量农业的碳足迹，尤其是水稻生产的碳足迹，”ConARROZ 区域协调员 Randall Chavarría Rojas 说，他参加了有关土壤碳捕获的电子学习课程。“它还帮助我了解了人类活动对全球变暖的影响，并教会了我作为稻米生产者可以采取哪些行动来减轻对环境的负面影响。”
作为拉丁美洲环境同位素技术电子学习课程的先驱，CICA 作为 IAEA 协作中心的合同去年续签至 2025 年。未来几年，CICA 和 IAEA 将继续实施电子学习气候智能型农业、温室气体测量和监测以及生物炭使用相关领域的活动和四个技术合作项目——生物炭是一种由碳和灰烬制成的黑色残留物，可用于提高土壤肥力和作物产量，并从中吸收碳气氛。
