Gödselinjektionsmetoder och uppvärmning av vintertemperaturer samverkar för att öka utsläppen av växthusgaser, säger ny forskning. Upphovsman:Lindsay Barbieri
Beslut jordbrukare fattar under våren och sommaren kan dramatiskt öka utsläppen av växthusgaser (GHG) senare på vintern.
Det är en viktig hämtmat från en ny University of Vermont -studie som visar, för första gången, att effekterna av jordbrukarnas gödselanvändningsbeslut sträcker sig utöver växtsäsongen för att påverka utsläppen på varma vinterdagar.
"Detta kan ha stora effekter när vintrarna blir varmare och jordarna tinar oftare, "sa huvudförfattaren Carol Adair, av UVM:s Rubenstein School of Environment and Natural Resources och Gund Institute for Environment. "Om odlingsmarker rör sig längre norrut med värmande klimat, detta kan öka jordbrukets bidrag till de globala utsläppen av växthusgaser. "
Studien, publicerad i Soil Science Society of America Journal , ger några av de första åtgärderna för växthusgasutsläpp från jordbruksjordar i Vermont och belyser viktiga avvägningar med nuvarande jordbruksmetoder, som att injicera gödsel i jord.
Även om det är känt att jordbrukarnas beslut att tillsätta näringsämnen till sina åkrar påverkar växthusgasutsläppen under växtsäsongen, Adair och kollegor finner att dessa val har långvariga effekter:de kan öka utsläppen av kraftfulla växthusgaser, särskilt lustgas (N 2 O), under vintern tinar.
Utsläpp av växthusgaser (CO 2 och n 2 O) från jordbruksjord har studerats väl under växtsäsongen, mycket mindre under vintern. Att förstå de bestående konsekvenserna av ledningsbeslut blir mer kritiskt, eftersom jordbruket förväntas expandera och intensifieras i norra regioner när klimatet värms upp, säger forskare.
"Genom att injicera gödsel, bönder försöker göra rätt och behålla gödsel på gården, i deras jordar och grödor, och ut ur vattenvägarna, "sa Adair." Dessa resultat, i samband med vår tidigare forskning som visade att injektion också skulle öka utsläppen under växtsäsongen, föreslå att det kan finnas viktiga avvägningar att tänka på när man beslutar om en metod för gödselapplikation. "
Utsläpp av växthusgaser är resultatet av jordmikrobernas aktivitet, som bakterier, som bryter ned gödsel till näringsämnen som kan användas av grödor. "Under typiska vintrar, när jordarna är väldigt kalla, mikrober i viloläge, men de väntar bara på att rätt förutsättningar ska vara aktiva igen, "sa Adair." När jordarna värms upp lite - eller tinar - vaknar mikrober och börjar snabbt producera växthusgaser. "
Forskare genomförde en laboratoriestudie på frysta jordar som samlats in från fältförsök i Vermont. Jordbruksmarkerna fick olika metoder för gödselanvändning (sändning, sändning plus inkorporering med plog, och injektion) under växtsäsongen. I labbet, forskare utsatte jordkärnor för antingen en frusen, frysa/tina, eller tina behandlingen i åtta dagar.
Forskargruppen fann att metoden för applicering av gödsel starkt påverkade utsläpp av CO 2 och n 2 O - en växthusgas som är ungefär 300 gånger starkare för att fånga upp värme än CO 2 - från jord. Under vintern tinar, N 2 O-utsläpp från gödselinjicerad jord var upp till 20 gånger större än utsläpp från jord med ytutsändning eller sändning plus ploggödselapplikation.
Utsläpp av CO 2 och n 2 O var upp till åtta gånger större från jordar som tinade än från jord som var fryst, men detta varierade beroende på gödselmetod. Lustgasutsläpp från injicerad jord var 2-3 gånger större än från jord som sänds med gödsel och 4-19 gånger större än från jord som sänds och plöjs. Typ av gödselapplikation påverkade också CO 2 men inte så mycket som det påverkade N 2 O.
Forskarna har några teorier om varför växthusgasutsläppen är större med gödselinjektion och planerar vidare studier. "Mikrober som producerar CO 2 och n 2 O behöver kol och nitrat, och injektioner av gödsel 6-8 tum under markytan kan öka tillgängligheten av dessa näringsämnen, "sade Adair." En annan möjlig orsak är att behandlingarna med gödselbehandling ändrar mikrobiella samhällen; det kan finnas mer av den typ av mikrober som producerar N 2 O i injicerade jordar. "
"Denna studie gav oss en otroligt användbar startpunkt för att utöka denna forskning, och gjorde det möjligt för oss att arbeta med fler Vermont -bönder, "sa Lindsay Barbieri, Ph.D. student vid Rubenstein School och Gund Institute. "Tillsammans övervakar vi växthusgasutsläpp, vid sidan av vattenkvaliteten, grödor, och andra mätningar, från jordbruksjord och metoder. Detta händer direkt på fältet, under längre perioder, när vi arbetar för att bättre förstå komplexiteten i jordbruksmetoder och växthusgasutsläppens roll i Vermont. "
