Husdyrgødning øger udledningen af ​​drivhusgasser – selv om vinteren

Beslutninger landmænd træffer i løbet af foråret og sommeren kan dramatisk øge udledningen af ​​drivhusgasser senere på vinteren.

Det er en vigtig takeaway fra en ny University of Vermont undersøgelse, der viser, for første gang, at virkningerne af landmændenes beslutninger om gødningsbrug strækker sig ud over vækstsæsonen for at påvirke emissionerne på varme vinterdage.

"Dette kan have store konsekvenser, efterhånden som vintrene bliver varmere, og jorden optøs oftere, " sagde hovedforfatter Carol Adair, af UVM's Rubenstein School of Environment and Natural Resources og Gund Institute for Environment. "Hvis afgrødeområder bevæger sig længere mod nord med opvarmende klimaer, dette kan øge landbrugets bidrag til globale drivhusgasemissioner."

Studiet, udgivet i Soil Science Society of America Journal , giver nogle af de første mål for drivhusgasemissioner fra landbrugsjord i Vermont og fremhæver vigtige afvejninger med nuværende landbrugspraksis, såsom indsprøjtning af gødning i jord.

Mens det er kendt, at landmænds beslutninger om at tilføje næringsstoffer til deres marker påvirker drivhusgasemissionerne i vækstsæsonen, Adair og kolleger finder, at disse valg har langvarige virkninger:de kan øge udledningen af ​​kraftige drivhusgasser, især dinitrogenoxid (N ₂ O), ved tø om vinteren.

Emissioner af drivhusgasser (CO ₂ og N ₂ O) fra landbrugsjord er blevet grundigt undersøgt i vækstsæsonen, meget mindre om vinteren. At forstå de varige konsekvenser af ledelsesbeslutninger bliver mere kritisk, da landbruget forventes at ekspandere og intensiveres i de nordlige regioner, efterhånden som klimaet opvarmes, siger forskere.

"Ved at indsprøjte gødning, landmænd forsøger at gøre det rigtige og holde gødning på gården, i deres jord og afgrøder, og ud af vandløb, " sagde Adair. "Disse resultater, i forbindelse med vores tidligere forskning, der viste, at injektion også øgede emissionerne i vækstsæsonen, tyder på, at der kan være vigtige afvejninger at overveje, når man beslutter sig for en metode til udbringning af gødning."

Udledning af drivhusgasser skyldes aktiviteten af ​​jordmikrober, såsom bakterier, som nedbryder gødning til næringsstoffer, der kan bruges af afgrøder. "I typiske vintre, når jorden er meget kold, mikrober dybest set dvale, men de venter bare på de rigtige forhold for at være aktive igen, " sagde Adair. "Når jorden bare varmes op - eller tø op - vågner mikroberne op og begynder hurtigt at producere drivhusgasser."

Forskere udførte en laboratorieundersøgelse af frossen jord indsamlet fra feltforsøg i Vermont. Landbrugsarealerne modtog forskellige metoder til udbringning af gødning (udsendelse, broadcast plus inkorporering ved plov, og injektion) i vækstsæsonen. I laboratoriet, forskere udsatte jordkerner for enten en frossen, fryse/tø op, eller tøbehandling i otte dage.

Forskerholdet fandt ud af, at metoden til udbringning af gødning i høj grad påvirkede emissionsraterne af CO ₂ og N ₂ O - et drivhusgas, der er omkring 300 gange stærkere til at fange varme end CO ₂ - fra jord. Under vinterens tøer, N ₂ O-emissioner fra gylleinjicerede jorde var op til 20 gange større end emissioner fra jorde med overfladespredt eller broadcast plus pløjegødning.

Frigivelse af CO ₂ og N ₂ O var op til otte gange større fra jord, der optøede, end fra jord, der blev efterladt frossen, men dette varierede afhængigt af gødningsudbringningsmetoden. Udledningen af ​​lattergas fra indsprøjtede jorde var 2-3 gange større end fra jorde, der blev udsprøjtet med gødning og 4-19 gange større end fra jorde, der blev udsprættet og pløjet. Typen af ​​gødningsudbringning påvirkede også CO ₂ men ikke nær så meget som det påvirkede N ₂ O.

Forskerne har nogle teorier om, hvorfor drivhusgasemissionerne er større med gødningsinjektion og planlægger yderligere undersøgelser. "Mikrober, der producerer CO ₂ og N ₂ O har brug for kulstof og nitrat, og injektioner af gødning 6-8 tommer under jordoverfladen kan øge tilgængeligheden af ​​disse næringsstoffer, " sagde Adair. "En anden potentiel årsag er, at gødningsbehandlingerne ændrer mikrobielle samfund; der kan være flere af den type mikrobe, der producerer N ₂ O i injiceret jord."

"Denne undersøgelse gav os et utroligt nyttigt startpunkt for at udvide denne forskning, og gjorde det muligt for os at arbejde med flere landmænd i Vermont, " sagde Lindsay Barbieri, Ph.D. elev i Rubenstein-skolen og Gund-instituttet. "Sammen overvåger vi drivhusgasemissioner, sideløbende med vandkvaliteten, afgrøde udbytte, og andre målinger, fra landbrugsjord og -metoder. Dette sker direkte i marken, i længere tid, mens vi arbejder for bedre at forstå kompleksiteten af ​​landbrugspraksis og rollen af ​​drivhusgasemissioner i Vermont."