اگرچه کودهای مبتنی بر نیتروژن از قبل به عنوان منبع اصلی انتشار گازهای گلخانه‌ای شناخته شده‌اند، این اولین بار است که سهم کلی آنها از تولید تا مصرف به طور کامل اندازه‌گیری می‌شود. تجزیه و تحلیل‌ها نشان داد که کودهای دامی و کودهای مصنوعی معادل ۶/ ۲ گیگا تن کربن در سال منتشر می‌کنند که بیش از مجموع انتشارات حمل‌ونقل جهانی است. انتشار کربن از کودها بایدبه سرعت کاهش یابد. با این حال، این هدف باید در برابر نیاز به امنیت غذایی جهانی متعادل شود. بر اساس تحقیقات قبلی، تنها ۴۸‌درصد از جمعیت جهان با محصولات کشت‌شده با کودهای مصنوعی تغذیه می‌شوند و انتظار می‌رود جمعیت جهان تا سال ۲۰۵۰ به میزان ۲۰‌درصد رشد کند.

محققان کمبریج می‌گویند ترکیبی از راه‌حل‌های فناوری و سیاست‌های مقیاس‌پذیر برای کاهش انتشار ناشی از کودها و در عین حال حفظ امنیت غذایی موردنیاز است. با این حال، آنها تخمین می‌زنند که اگر چنین راه‌حل‌هایی را بتوان اجرا کرد، انتشار ناشی از کودهای دامی و کودهای مصنوعی می‌تواند تا ۸۰‌درصد کاهش یابد و به یک‌پنجم سطح فعلی برسد، بدون اینکه بهره‌وری را تحت‌الشعاع قرار دهد. دکتر آندره کابررا سرنهو، یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید: به طرز غیرقابل باوری، ما در واقع نمی‌دانیم که چه میزان مواد شیمیایی در سطح جهان تولید می‌کنیم، در نهایت آنها به کجا ارسال می‌شوند، کجا و چگونه انباشته می‌شوند، چقدر انتشار گازهای گلخانه‌ای دارند و چقدر زباله تولید می‌کنند.

سرنیو و همکارش یونهو گائو پروژه‌ای را برای اندازه‌گیری دقیق تاثیرات کلی کودهای کشاورزی روی یکی از دو محصول اصلی صنعت پتروشیمی انجام دادند. از تمام محصولات تولید‌شده توسط صنعت پتروشیمی، اکثریت قریب به اتفاق (حدود ۷۴ درصد) یا پلاستیک یا کود هستند. سرنیو گفت: به منظور کاهش انتشار گازهای گلخانه‌‌‌ای، شناسایی و اولویت‌‌‌بندی هرگونه اقداماتی که می‌توانیم انجام دهیم تا کودها برای محیط‌زیست کمتر مضر باشند، مهم است. اما اگر قرار است این کار را انجام دهیم، ابتدا باید تصویر روشنی از کل چرخه عمر این محصولات داشته باشیم، اما ما در واقع اطلاعات کمی در مورد این چیزها داریم.

محققان با تطبیق تولید و مصرف کودهای نیتروژنی و فاکتورهای انتشار منطقه‌ای در ۹ منطقه از جهان، جریان جهانی کودهای طبیعی و کودهای مصنوعی و میزان انتشار آنها را برای سال ۲۰۱۹ در تمام مراحل چرخه زندگی ترسیم کردند. پس از تکمیل تجزیه و تحلیل خود، محققان دریافتند که برخلاف بسیاری از محصولات دیگر، اکثر انتشار کربن ناشی از کودها نه در طول تولید، بلکه در طول دوران استفاده از آنها رخ می‌دهد. سرنیو خاطرنشان کرد: تعجب‌آور بود که این منبع اصلی انتشارات کربن بود. اما تنها پس از تعیین کمیت همه گازهای گلخانه‌‌‌ای، در هر نقطه از چرخه حیات، می‌توانیم به دنبال روش‌های مختلف برای کاهش انتشار بدون از دست دادن بهره‌‌‌وری باشیم.

انتشارات حاصل از تولید کودهای مصنوعی بیشتر از سنتز آمونیاک ناشی می‌شود که تا حدی به دلیل واکنش‌های شیمیایی مورد استفاده در فرآیند تولید است. موثرترین کاهش در مرحله تولید، کربن‌زدایی گرمایش و تولید هیدروژن است. علاوه بر این، کودها را می‌توان با مواد شیمیایی به نام بازدارنده‌های نیتریفیکاسیون مخلوط کرد که از تشکیل اکسید نیتروژن باکتری‌ها جلوگیری می‌کند. با این حال، استفاده از این مواد شیمیایی احتمالا قیمت کودها را بالا‌‌‌تر می‌برد. سرنیو گفت: اگر می‌‌‌خواهیم کودها را گران‌‌‌تر کنیم، باید نوعی انگیزه مالی برای کشاورزان و شرکت‌های تولید کود وجود داشته باشد. کشاورزی یک تجارت فوق‌‌‌العاده سخت است و کشاورزان در حال حاضر برای تولید آلاینده‌‌‌های کمتر پاداشی دریافت نمی‌‌‌کنند.

با این حال، موثرترین راه برای کاهش انتشار ناشی از کودها، کاهش مقدار کودهایی است که استفاده می‌کنیم. سرنیو گفت: ما در فرآیند استفاده از کودها به طرز باورنکردنی ناکارآمد هستیم. ما بسیار بیشتر از آنچه نیاز داریم مصرف می‌کنیم که این امر از نظر اقتصادی نامناسب است و به شیوه‌های کشاورزی برمی‌گردد. اگر از کود به طور موثرتری استفاده کنیم، به کود بسیار کمتری نیاز خواهیم داشت که باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه‌‌‌ای بدون تاثیر بر بهره‌‌‌وری محصول می‌شود.

محققان همچنین ترکیب کودهای مورد استفاده در سراسر جهان را بررسی کردند که بسته به منطقه متفاوت است. محققان می‌گویند که جایگزینی برخی از کودهای دارای بالاترین انتشار مانند اوره با نیترات آمونیوم در سراسر جهان می‌تواند میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را بین ۲۰ تا ۳۰‌درصد کاهش دهد. با این حال، این تنها پس از کربن‌زدایی صنعت کودسازی موثر خواهد بود.

سرنیو گفت: هیچ راه‌حل کاملی در این خصوص وجود ندارد. ما باید در مورد نحوه تولید مواد غذایی و اینکه چه نوع انگیزه‌های اقتصادی بهتر کار می‌کند، تجدید نظر کنیم. شاید این به معنای پرداخت پول به کشاورزان برای تولید گازهای گلخانه‌ای کمتر و شاید به معنای پرداخت پول بیشتر برای غذا باشد. ما باید ترکیب مناسبی از راه‌‌‌حل‌‌‌های مالی، فناوری و سیاستی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌‌‌ای و در عین حال تغذیه جهان را پیدا کنیم.

سرنیو و گائو تخمین می‌زنند که با اجرای تمام اقدامات، انتشار گازهای گلخانه‌ای از بخش کود تا سال ۲۰۵۰ تا ۸۰‌درصد کاهش می‌یابد. سرنیو گفت: کار ما ایده خوبی از آنچه از نظر فنی ممکن است را ارائه می‌دهد. مهم این است که ما مداخلات و اقدامات را در مهم‌ترین موارد هدف قرار دهیم تا پیشرفت سریع و معناداری در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای داشته باشیم.