Forskere identificerer sammenhængen mellem planternes nitrogenoptagelse og reduktion af drivhusgasemissioner

Forskere fra Purdue University har frigivet forskningsresultater, der indikerer, at majshåndteringsprocesser, der bidrager til optimale niveauer af plantekvælstofoptagelse, kan resultere i færre lattergasemissioner, længe identificeret som en af ​​de mest potente drivhusgasser.

Forskningen, som afslørede en stærk sammenhæng mellem faktisk nitrogengenvinding og lattergasemissioner, blev for nylig udgivet i Grænser i plantevidenskab .

"Tidligere internationalt accepterede skøn var, at for hvert pund kvælstofgødning, der blev anvendt i kornafgrødeproduktionen, der er et tab på 1 procent som dinitrogenoxid til atmosfæren, " sagde Tony Vyn, Purdue professor i agronomi. "Vi fandt ud af, at når det kommer til nordamerikansk majsproduktion, Udledning af lattergas er mere en funktion af to ting - nitrogenbalance og nitrogengenvindingseffektivitet - end blot nitrogenhastigheden alene. Moderate N-mængder giver mindre bekymring for lattergasemissioner, men når høje mængder af nitrogengødning overstiger det optimale plantekvælstofbehov, så får vi en højere udledning af lattergas."

Han sagde, at undersøgelsens resultater skulle bruges til at vejlede enhver agronomisk forskning om virkningen af ​​landbrugsproduktion på lattergasemissioner.

"Vores modeller viste, at en omhyggelig udvælgelse af passende nitrogenmængde anvendt på det rigtige tidspunkt både kan øge effektiviteten af ​​nitrogengenvinding, sænke den tilbageværende nitrogenbalance i marken, og reducere udledning af lattergas, " sagde Vyn. "Hvis du vil måle drivhusgasemissioner, du skal også måle hele plantens nitrogenoptagelse for hvert kvælstofgødningshåndteringsprogram, der testes."

Purdue-forsker Rex Omonode, der analyserede data fra hele USA og Canada tilbage til 2002, sagde, at forskningen var baseret på 1, 375 observationer på plot-niveau. "Det var spændende at teste en almindelig, men ubevist hypotese om, at en stigning i planternes nitrogenoptagelse og/eller genvindingseffektivitet vil reducere lattergasemission under afgrødeproduktion, " sagde Omonode. Omonode og Vyn blev hjulpet i deres analyse af forskningsmedforfattere fra United States Department of Agriculture-Agricultural Research Service, og og Agriculture and Agri-Food Canada.

Sammenhængen mellem afgrødeproduktion og lattergas-emissioner har været genstand for adskillige forskningsundersøgelser, især i hele USA, som er nr. 1 majsproducent i verden. I 2016 94 millioner hektar majs blev plantet i hele landet.

Mange undersøgelser har enten fokuseret på drivhusgasemissioner i direkte relation til tilførte gødningsmængder eller fokuseret på effektivitet af plantenæringsoptagelse uden at måle drivhusgasser. "For få forskere har set på begge dele samtidigt, "Vyn sagde. "Denne undersøgelse skelnede andelen af ​​gødning nitrogen anvendt, der blev taget ind i planterne, og hvad der faktisk gik ind i atmosfæren i løbet af vækstsæsonen."

Vyn og Omonode sagde, at forskningen også gav indsigt i virkningen af ​​omfattende uddannelse relateret til afgrødeforvaltning. Som et resultat af jordtilskudsforskning og uddannelsesprogrammer, såsom udvidelsesprogrammer, producenter i hele USA opretholder generelt styringsprocesser, der har minimeret potentielle lattergasemissioner, de sagde. I årtier, forskning og uddannelse som følge af udvidelsesprogrammer har bidraget til vedtagelse af bedste forvaltningspraksis inden for afgrødeproduktion.

"Nordamerikanske majsproduktionssystemer har i øjeblikket gennemsnitlige samlede nitrogenpåføringsrater, der er overraskende gode til at begrænse udledning af lattergas, " sagde Vyn. Dinitrogenoxidemissioner er også generelt lavere i kunstvandede majssystemer.

Højere emissionsrater resulterer, når producenter bruger mere gødning end nødvendigt, som kan opstå, når producenter forsøger at gardere sig mod store kvælstoftab fra jorden, når der opstår for megen nedbør, før planterne låser det plantetilgængelige mineralkvælstof inde med deres rødder. Dinitrogenoxidemissioner stiger stejlt, når en producent tilføjer yderligere 50 pund gødning pr. hektar over de agronomiske optimale nitrogenmængder for deres region, sagde Omonode.

Med yderligere undersøgelser af dinitrogenoxidtab, forskningen viste, det er vigtigt at måle genvinding af gødning i alle kornafgrøder. "Det er lige meget, om det er majs, hvede eller andre afgrøder, det er vigtigt at se på nitrogengenvinding, når man ser på drivhusgasemissioner, " sagde Omonode.