Energiafgrødeproduktion på bevaringsområder må ikke øge drivhusgasserne

Dyrkning af bæredygtige energiafgrøder uden at øge drivhusgasemissionerne, kan være muligt på sæsonbestemt vådt, miljøfølsomme landskaber, ifølge forskere, der gennemførte en undersøgelse af Conservation Reserve Program (CRP) jord.

Debasish Saha, postdoktor i plantevidenskab, Penn State College of Agricultural Sciences og kolleger, målt mængden af ​​lattergas, en kraftig drivhusgas, stammer fra parceller med biobrændstofproducerende switchgrass-et indfødt flerårigt græs-og miscanthus-en ikke-hjemmehørende græsart-der vokser i et forsøgsområde i det østlige centrale Pennsylvania og sammenlignede det med emissioner fra tilstødende, uforstyrret CRP -hektar. Eksperimentet fandt sted på et langsigtet overvågningssted, der blev administreret af US Department of Agriculture's Agricultural Research Service.

Dinitrogenoxid produceres af mikroorganismer, når jord med overskydende nitrogen fra gødning og andre kilder falder sammen med et næsten mættet jordmiljø efter en storm eller snesmeltning. Det udsendes hovedsageligt fra landbrugsaktiviteter og bidrager med omkring 6 procent af den samlede opvarmningseffekt på planeten.

En stigning i dinitrogenoxidemissioner fra CRP -jord beplantet med energiafgrøder ville underminere logikken i at bruge CRP -arealer til produktion af energiafgrøder. Overgangsfasen - når energiafgrøder etableres - er en af ​​de mest følsomme perioder, fordi planterne er små og netop er ved at etablere deres rodsystem.

Forskerne målte lattergasemissioner i bunden af ​​et vandskel, der er et realistisk eksempel på CRP -landområder i et sæsonbestemt vådt landskab. En eksisterende CRP-kanal blev delvist konverteret til switchgrass og miscanthus, og forskerne målte lattergasemissioner fra maj til september 2013 med gasprøvetagningsudstyr.

Prøveudtagningsfrekvensen varierede fra ugentligt til hver anden uge, og steg efter befrugtning og nedbør. Forskerne overvåger også løbende jordens vandindhold for at forstå jordvandsdynamikken i landskabet, en kritisk udløser for lattergasemissioner. De installerede jordfugtighedssensorer på tre jorddybder i hvert af 48 overvågningspunkter og tilsluttede hver til dataloggere via et netværk af nedgravede kabler.

Saha og kolleger offentliggjorde deres resultater i dag (10. mar.) I Global ændringsbiologi:Bioenergi , tyder på, at CRP og andre marginale, landområder, der er afsat til bevarelse, er gode kandidater til produktion af biomasse. De fandt ud af, at selvom emissioner af lattergas stiger over baseline fra CRP -lande, stigningen skete kun i en lille del af landskabet.

"Emissioner af lattergas var kun højere i fodskråningerne nærmest åen, der er våde og bevarer fugt i undergrunden i den længste periode efter en storm eller snesmeltning, "sagde Saha." Så, er energiafgrøder et problem eller en løsning i denne henseende? Klart, en stor del af landskabet beplantet med switchgrass og miscanthus udsendte ikke mere lattergas end resten af ​​CRP -jorden, og det forventes, at når det er etableret, store emissioner fra fodhældningen kan undertrykkes. "

Energiafgrøder kan hjælpe med at reducere CO2 -fodaftrykket i den amerikanske økonomi med en indenlandsk kilde til vedvarende brændstof. Udvidelse af energiafgrøder, imidlertid, kræver forskydning af andre eksisterende arealanvendelser. De flere millioner hektar CRP lander i USA, som er afsat til bevarelse, synes at være særligt velegnede til denne udvidelse.

Den føderale regering betaler producenterne for ikke at dyrke afgrøder på CRP -marker.

Dyrkning af biomasseafgrøder på CRP -marker kan være godt for miljøet, bemærkede forskerholdsmedlem Armen Kemanian, lektor i produktionssystemer og modellering, Penn State. "I det nordøstlige USA, disse CRP -lande har en tendens til at være på sæsonbetingede våde eller stejle områder af landskabet, der er miljøfølsomme. Når det kombineres med høj tilgængelig mineralsk nitrogen fra gødning fra tilstødende afgrøder og andre kilder, våde forhold brænder emissionerne af lattergas op.

"Græs-energiafgrøder i disse landskabslokationer kan give yderligere fordele i vandkvaliteten. På grund af det høje biomasse-produktionspotentiale, disse afgrøder kan bruge næringsstoffer, der ellers ville gå til åen og ende i Chesapeake Bay. Dermed, når disse flerårige energiafgrøder tilføjes til stærkt landbrugslandskaber, resultaterne kan være en win-win-lavemissionsenergi og renere vand. "