Forskare från Purdue University släppte forskningsrön som tyder på att majshanteringsprocesser som bidrar till optimala nivåer av växtkväveupptag kan resultera i färre lustgasutsläpp, länge identifierad som en av de mest potenta växthusgaserna.

Forskningen, som visade ett starkt samband mellan faktisk kväveåtervinning och lustgasutsläpp, publicerades nyligen i Frontiers in Plant Science .

"Tidigare internationellt accepterade uppskattningar var att för varje pund kvävegödsel som användes i spannmålsproduktion, det sker en förlust av 1 procent som lustgas till atmosfären, sa Tony Vyn, Purdue professor i agronomi. "Vi upptäckte att när det gäller nordamerikansk majsproduktion, Kväveoxidutsläpp är mer en funktion av två saker - kvävebalans och kväveåtervinningseffektivitet - än bara kvävehastigheten ensam. Måttliga kvävehalter orsakar mindre oro för lustgasutsläpp, men när höga mängder kvävegödselmedel överskrider det optimala växtkvävebehovet, då får vi högre lustgasutsläpp."

Han sa att studiens resultat bör användas för att vägleda all agronomisk forskning om jordbruksproduktionens inverkan på lustgasutsläpp.

"Våra modeller visade att ett noggrant val av lämplig kvävehastighet som appliceras vid rätt tidpunkt både kan öka effektiviteten för återvinning av kväve, sänka kvävebalansen kvar i fältet, och minska utsläppen av lustgas, " sa Vyn. "Om du ska mäta utsläpp av växthusgaser, du måste också mäta hela växtens kväveupptag för varje kvävegödselhanteringsprogram som testas."

Purdue-forskaren Rex Omonode, som analyserade data från hela USA och Kanada som går tillbaka till 2002, sa att forskningen var baserad på 1, 375 observationer på tomtnivå. "Det var spännande att testa en vanlig men obevisad hypotes att en ökning av växternas kväveupptag och/eller återvinningseffektivitet kommer att minska utsläppen av lustgas under växtodling, " Sa Omonode. Omonode och Vyn fick hjälp i sin analys av forskningsmedförfattare från United States Department of Agriculture–Agricultural Research Service, och och Agriculture and Agri - Food Canada.

Kopplingen mellan växtodling och lustgasutsläpp har varit föremål för många forskningsstudier, särskilt i hela USA, som är majsproducent nr 1 i världen. 2016, 94 miljoner hektar majs planterades i hela landet.

Många studier har antingen fokuserat på utsläpp av växthusgaser i direkt relation till tillförda gödselmängder eller fokuserat på effektiviteten av växtnäringsupptag utan att mäta växthusgaser. "För få forskare har tittat på båda samtidigt, "Vyn sa. "Denna studie särskiljde andelen gödningsmedel kväve som tillfördes som togs in i växterna och vad som faktiskt gick ut i atmosfären under växtsäsongen."

Vyn och Omonode sa att forskningen också gav insikter om effekterna av storskalig utbildning relaterad till grödor. Som ett resultat av markanslagsforskning och utbildningsprogram, som tilläggsprogram, Tillverkare i hela USA upprätthåller i allmänhet ledningsprocesser som har minimerat potentiella lustgasutsläpp, sa de. I årtionden, forskning och utbildning som härrör från förlängningsprogram har bidragit till antagandet av bästa förvaltningspraxis inom växtodling.

"Nordamerikanska majsproduktionssystem har för närvarande en genomsnittlig total kvävetillförsel som är förvånansvärt bra på att begränsa utsläppen av dikväveoxid, ", sa Vyn. Lustgasutsläppen är också generellt lägre i bevattnade majssystem.

Högre utsläpp resulterar när producenter använder mer gödselmedel än nödvändigt, vilket kan uppstå när producenter försöker skydda sig mot höga kväveförluster från marken när överdriven nederbörd inträffar innan växter låser in det växttillgängliga mineralkvävet med sina rötter. Lustgasutsläppen stiger brant när en producent lägger till ytterligare 50 pund gödselmedel per tunnland över de agronomiska optimala kvävenivåerna för sin region, sa Omonode.

Med ytterligare studier av lustgasförluster, forskningen visade, det är viktigt att mäta återvinningen av gödselmedel i alla spannmålsgrödor. "Det spelar ingen roll om det är majs, vete eller andra grödor, det är viktigt att titta på kväveåtervinning när man tittar på utsläpp av växthusgaser, sa Omonode.