Решения, принимаемые фермерами в течение весны и лета, могут значительно увеличить выбросы парниковых газов (ПГ) позднее зимой.
Это является ключевым выводом из нового исследования Университета Вермонта, которое впервые показывает, что последствия решений фермеров об использовании навоза выходят за рамки вегетационного периода и влияют на выбросы в теплые зимние дни.
«Это может иметь серьезные последствия, так как зима становится теплее, а почва оттаивает чаще», — говорит ведущий автор Кэрол Адэйр из Школы экологии и природных ресурсов им. Рубенштейна и Института окружающей среды им. Гунда. «Если пахотные земли переместятся дальше на север с потеплением климата, это может увеличить вклад сельского хозяйства в глобальные выбросы ПГ».
В исследовании, опубликованном в журнале Soil Science Society of America Journal , приводятся некоторые из первых показателей выбросов парниковых газов от сельскохозяйственных почв в Вермонте и подчеркиваются важные компромиссы с существующими методами ведения сельского хозяйства, такими как внесение навоза в почву.
Хотя известно, что решения фермеров добавлять питательные вещества на свои поля влияют на выбросы парниковых газов в течение вегетационного периода, Adair и коллеги считают, что этот выбор имеет долгосрочные последствия: они могут увеличить выбросы мощных парниковых газов, особенно закиси азота (N 2 О), во время зимних оттепелей.
Выбросы парниковых газов (CO 2 и N 2 O) из сельскохозяйственных почв были хорошо изучены в течение вегетационного периода, и гораздо меньше — зимой. Понимание долговременных последствий управленческих решений становится все более важным, поскольку ожидается, что сельское хозяйство будет расширяться и активизироваться в северных регионах по мере того, как климат нагревается, говорят исследователи.
«Вводя навоз, фермеры пытаются поступать правильно и держать навоз на ферме, в своих почвах и посевах, а также вне водных путей», — сказал Адэйр. «Эти результаты в сочетании с нашими предыдущими исследованиями, в которых было обнаружено, что впрыскивание также увеличивает выбросы в течение вегетационного периода, позволяют предположить, что при выборе метода внесения навоза могут возникнуть важные компромиссы».
Выбросы ПГ являются результатом деятельности почвенных микробов, таких как бактерии, которые расщепляют навоз на питательные вещества, используемые сельскохозяйственными культурами. «В обычные зимы, когда почвы очень холодные, микробы в основном впадают в спячку, но они просто ждут, когда снова появятся подходящие условия», — сказал Адэйр. «Когда почва немного прогревается — или оттаивает — микробы просыпаются и быстро начинают производить ПГ».
Исследователи провели лабораторные исследования на мерзлых грунтах, собранных в ходе полевых испытаний в Вермонте. В течение вегетационного периода на сельскохозяйственных угодьях применялись различные способы внесения навоза (трансляция, трансляция, включение плуга и инъекция). В лаборатории исследователи подвергали почвенные покровы воздействию замерзания, замораживания / оттаивания или оттаивания в течение восьми дней.
Исследовательская группа обнаружила, что метод внесения навоза сильно повлиял на скорость выбросов CO 2 и N 2 O — парниковых газов, примерно в 300 раз более мощных при улавливании тепла, чем CO 2 — из почв. Во время зимних оттепелей выбросы N 2 O в почвах, закачиваемых навозом, были в 20 раз больше, чем выбросы в почвах с использованием наземного радиовещания или радиопередачи плюс навоз.
Выделение CO 2 и N 2 O было до восьми раз больше от талых грунтов, чем от замороженных почв, но это варьировалось в зависимости от способа внесения навоза. Выбросы закиси азота от закачиваемых почв были в 2-3 раза больше, чем от почв, передаваемых навозом, и в 4-19 раз больше, чем от почв, передаваемых и вспаханных. Тип внесения навоза также влиял на CO 2, но не так сильно, как на N 2 O.
У исследователей есть некоторые теории относительно того, почему выбросы ПГ выше при закачивании навоза, и планируют дальнейшие исследования. «Микробам, которые производят CO 2 и N 2 O, необходим углерод и нитрат, а инъекции навоза на 6-8 дюймов ниже поверхности почвы могут увеличить доступность этих питательных веществ», — сказал Адэйр. «Другая потенциальная причина заключается в том, что методы обработки навозом изменяют микробные сообщества; возможно, существует больше микробов, которые продуцируют N 2 O в закачиваемых почвах».
«Это исследование дало нам невероятно полезную отправную точку для расширения этого исследования и позволило нам работать с большим количеством фермеров штата Вермонт», — сказала доктор философии Линдсей Барбьери. студент в школе Рубенштейна и институте Гунда. «Вместе мы отслеживаем выбросы ПГ, наряду с качеством воды, урожайностью и другими измерениями, из сельскохозяйственных почв и методов. Это происходит непосредственно в поле, в течение более длительных периодов времени, так как мы работаем, чтобы лучше понять сложности сельского хозяйства. практика и роль выбросов парниковых газов в Вермонте».
