控制氮污染的新方法:规范化肥生产商,不仅是农民

控制氮污染的新方法:规范化肥生产商,不仅是农民

肥料对植物
在上面 photowind

氮污染(PDF)由许多相互连接的化合物产生,从氨到一氧化二氮。它们既有自然资源也有人类资源,在过去的一个世纪里,随着农民为应对人口增长而扩大粮食生产,后者急剧增加。一旦这些化学物质被释放到空气和水中,它们造成的问题包括气候变化和河流中的“死区”,湖泊和沿海地区。

减少全球氮污染是一个紧迫的环境目标,但极具挑战性,部分原因是人类的主要来源是农业.环境政策尤其难以在农场上实施,因为有许多政策覆盖了广阔的地区,这使得很难确认农民是否遵守。以及强大的农业利益集团反击他们.

即使是想做得更好的农民,管理氮肥的使用具有挑战性。氮是帮助植物和牲畜生长的关键营养素,但它容易逃入环境(PDF).

我的研究重点是氮及其对环境的许多影响.在最近的一项研究中,普林斯顿大学研究学者蒂姆搜索我提出了一个新的策略目标化肥公司还有农民。的例子美国燃油效率标准,通过监管一个相对较小的大型汽车制造商集团,而不是2亿多名司机,来降低油耗。

营养污染影响着美国各地的水路。 构成

以农民为中心的政策的局限性

氮是生产食物所必需的,但全球农业部门使用的氮肥——从农田施用的化肥到储存在泻湖中的粪肥——大约有一半是其中之一排放到大气中或被冲入当地水道.

这些损失源于农民如何施氮以及以何种形式施氮。因此,大多数氮肥管理政策都是为了激励农民改变他们的行为,例如,通过制定营养管理计划或使用更环保的肥料来延缓氮向土壤的释放。

然而,这种方法收效甚微。在国家一级,仍然采用最佳实践和技术自90年代中期以来停滞不前,而氮污染水平上升(PDF).

化肥是流入墨西哥湾的氮污染的最大来源。 美国地质调查局

为了打破僵局,我们寻找超越农民的方法。分析过去的环境政策,我们确定了两种增加成功几率的条件。首先,当政策针对少数参与者控制了大部分市场的行业时,往往会更成功。这使得监控和执行更加容易。美国有210万个农场,占地9亿英亩,因此,在农场层面上调节氮的使用并不是一个有效的方法。

第二,我们发现,如果被监管的参与者能够从被监管中获利,那么成功的可能性就会大大增加。因为他们生产受专利保护的替代品来替代被控制的产品。

1987年 蒙特利尔议定书,它淘汰了氯氟碳化合物(CFCs)因为它们耗尽了地球的平流层臭氧层,就是一个很好的例子。在谈判该条约时,化学制造商杜邦控制了全球四分之一的氯氟烃生产。但该协议得到了支持,因为它还拥有至少两代CFC替代品的专利。

换句话说,这项政策为一系列新产品创造了一个全球市场。我们认为北美化肥行业也存在类似的动态。

目前关于更有效地利用氮的想法集中于让农民使用新技术和新工具,如传感器。

从更好的管理中获利

五家公司目前控制超过80%的北美生产能力(PDF)尿素,一种便宜的氮肥,和氨,主要成分为各类氮肥。其中四家公司要么生产更环保的肥料,要么提供服务,帮助农民更有效地使用氮肥。

但这些绿色产品在化肥市场只占很小的份额。Nutrien,这是最受欢迎的环保肥料,环保型氮气,花低于5%(PDF)其氮气生产能力可达该产品。农民也没有广泛使用这些选择。

有效的氮素管理政策可以促进对这些产品和服务的需求。它们还可以促进开发更适合特定作物和气候的新技术,这将为肥料工业带来重要的经济机会。

控制少数人,不是很多

要了解以行业为中心的方法可能是什么样的,我们转向美国。公司平均燃油效率(CAFE)标准.咖啡馆规定,由于1973年阿拉伯石油禁运期间天然气价格高企,要求汽车制造商逐步达到提高燃油效率的目标,新车每加仑英里数。

而不是强迫超过2亿的司机限制他们的里程,这种方法针对汽车制造商,并确保美国随着时间的推移,车队变得更加省油。特朗普政府试图做到这一点冷冻咖啡馆标准而不是实施奥巴马总统协商的增加,但这并不是在质疑制造商对汽车燃油经济性负责的基本理念。

这种方法至少可以用两种方法来施肥。首先,可以要求供应商增加无害环境肥料的销售占总销售的百分比。第二,它们的产品可能需要达到一种特定的性能水平,使作物可以获得更多的氮,而不是流失到环境中。

这两种方法都将分担改善农民和化肥行业氮素管理的负担。它们还将激励制造商开发更有效的选择。

氮是世界上使用最广泛的农业肥料。 粮农组织, CC冲锋队

对农民福利,工业与环境

我们评估了这种方法如何在2500万英亩的美国土地上运行。玉米的农田氮肥施用量特别过剩的地区(PDF).评估潜在影响,我们比较了三种政策方案要求农民在12种环境友好型氮肥中选择一种,到2030年,这一比例将达到30%或50%。

在我们最雄心勃勃的设想中,我们估计农民的肥料成本会上升。然而,这一增长将被玉米产量增加带来的更高收入所抵消,到2030年,全国总收益将达到3亿美元。同一期间,由于销售更多的无害环境肥料,工业利润将增加1.5亿美元以上,比传统肥料产生更高的利润。这项政策到2030年将产生80亿美元的环境效益由于避免了氮污染造成的损失,使对农民和工业的影响相形见绌。

在地方或州一级测试咖啡风格的方法是有意义的。加州,哪些国家已经采纳了雄心勃勃的气候变化目标——包括减少农业温室气体排放-可能是一个潜在的试验台。

控制氮污染没有简单的办法,鉴于农业的多样性,世界各地的气候和政治制度。尽管如此,随着挑战的恶化和世界人口的增长,迫切需要探索所有的政策选择,特别是可以刺激技术变革和更快地应对各种环境威胁的方法。

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