Ein Team bewertet landwirtschaftliche Bewirtschaftungspraktiken mithilfe einer neuen Methode zur Bilanzierung von Lachgas

Mit dem Verschwinden der Treibhausgase entsteht Lachgas (N₂O) ist ein Idiot. Mit einem Treibhauspotenzial, das 273-mal höher ist als das von Kohlendioxid, mildert N₂O könnte einen großen Unterschied machen. Doch bevor Sie die Auswirkungen abmildern können, ist es wichtig zu verstehen, woher die Verbindung kommt.

Die meisten Analysen deuten darauf hin, dass die Landwirtschaft die Hauptquelle für N ist.₂O insgesamt. Aber es gibt viele Variablen in der Landwirtschaft (Art der Kulturpflanzen und Düngemittel, Bodenbeschaffenheit, Konservierungspraktiken usw.), die den Stickstoff beeinflussen können.₂Oh Shows. Eine aktuelle Urbana-Champaign-Studie der University of Illinois bietet eine umfassende Darstellung dieser Faktoren und kommt unter anderem zu dem Schluss, dass eine langfristige Direktsaat den Stickstoff wirksam reduzieren kann₂Oh Shows.

Die Studie „Schätzung von N im Boden₂O Emissions Induced by Organic and Inorganic Fertilizer Applications Using a Regression-Based Tier 2 Meta-Analytic Approach for U.S. Agricultural Land“, wird veröffentlicht in Gesamtumweltwissenschaft

„Unsere Analyse ermöglicht es uns, Praktiken zu identifizieren, die in bestimmten Regionen gut funktionieren, und Programme zu fördern, die aufstrebende Märkte für Ökosystemdienstleistungen einbeziehen, um ein effektives Management zu belohnen“, sagte die Co-Autorin der Studie, Michelle Wander, Professorin am Department of Natural Resources and Environmental Sciences, Teil des Illinois College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences (ACES).

Wander sagt das vorherige N₂O Die Buchführung war entweder zu rudimentär und konnte keine spezifischen landwirtschaftlichen Faktoren identifizieren, die die Emissionen beeinflussen. oder zu kompliziert, was langwierige Berechnungen und komplexe Algorithmen erfordert. Deshalb strebte Yushu Xia, der bei Wander promovierte, in seiner Analyse einen Mittelweg an.

„Wir waren motiviert, die Lücke zwischen zu einfachen (Tier-1) und zu komplizierten (Tier-3) Ansätzen zu schließen, also haben wir die Tier-2-Bilanzierung entwickelt. Wir haben eine umfangreiche Metadatenbasis gesammelt, die fast 2.000 Beobachtungen von US-Ackerland enthält.“ „Erhalten Sie relativ genaue Schätzungen ohne komplizierte Algorithmen oder den Einsatz von Supercomputern“, sagte Xia, jetzt Lamont-Forschungsassistentin an der Columbia University.

Xia erstellte seine Metadaten aus veröffentlichten Studien und öffentlichen Datenbanken und berücksichtigte dabei Prädiktoren wie Bodeneigenschaften, Topographie, Anbausysteme, Düngemitteltypen, Klimafaktoren und Management. Sie sah N an.₂O-Emissionen auf monatlicher statt jährlicher Basis, um saisonale Unterschiede in den Durchflussraten zu erfassen. Das Team untersuchte auch Unterschiede innerhalb der US-Regionen, um herauszufinden, ob Gruppen wie das Ecosystem Services Market Consortium ihre Programme auf bestimmte Bereiche zuschneiden sollten.

Von den in die Analyse einbezogenen Managementpraktiken war die Direktsaat am signifikantesten und beständigsten mit reduziertem N verbunden.₂O-Emissionen über Zeit und Raum. Die Autoren weisen jedoch schnell darauf hin, dass sich Direktsaat in diesem Zusammenhang auf etwas ganz Spezifisches bezieht.

Wander erklärt, dass die Bezeichnung „Direktsaat“ irreführend sein kann, da Rotations- oder Wechselbodenbearbeitung auf lange Sicht nicht die gleiche Wirkung wie echte Direktsaat habe. Letzteres führt zu einer komplexeren Bodenstruktur mit stabilen Makroporen, die dazu beitragen können, die Produktion von Treibhausgasen zu reduzieren.

Wander sagte: „In unserer Analyse variierten die reduzierten Bodenbearbeitungspraktiken in Bezug auf N erheblich₂O-Emissionen, was zeigt, dass sie kein Allheilmittel sind. Nur durch eine echte Direktsaat konnten die Emissionen systematisch gesenkt werden. »

Auch die Art des Düngemittels und die Bodenbeschaffenheit waren wichtige Faktoren.

„Die Art des Düngers machte einen großen Unterschied“, sagte Xia. „Zum Beispiel verursachte Flüssigmist deutlich mehr Emissionen als Festmist, der ein langsamer freisetzendes Produkt ist. Wasserfreies Ammoniak hatte unter den von uns bewerteten Düngemitteltypen die höchsten Emissionen, die Emissionen aus dieser Quelle schwankten jedoch stark.

Es gibt Dinge, die das Management nicht ändern kann. Die Analyse zeigte beispielsweise, dass Böden mit feinerer Textur mehr N emittieren₂O als grobstrukturierte Böden. Außerdem wurden wichtige regionale Unterschiede in der Wechselwirkung von Bodentextur und Wasser identifiziert.

„Bodenmikroben verarbeiten Stickstoff auf komplexe Weise, und Bodenfeuchtigkeit und -beschaffenheit können einen großen Unterschied darin machen, ob das Endprodukt der mikrobiellen Verarbeitung harmloses Distickstoff oder Lachgas ist, ein gasförmiger Treibhauseffekt“, sagte Xia. „Wir müssen darüber nachdenken, wie wir die Emissionen aus bewässerten und nicht bewässerten Systemen am besten verwalten können, aber wir sind noch nicht am Ziel.“

Obwohl die Analyse mehrere Schlüsselfaktoren identifizierte, die zur Stickstoffproduktion in der Landwirtschaft beitragen₂Wenn es um Emissionen und identifizierte Lücken geht, die durch weitere Forschung geschlossen werden müssen, liegt der wahre Wert der Studie in der Verbesserung der alten Tier-1-Methode, ohne dass die enormen Rechenressourcen der Tier-3-Bilanzierung erforderlich sind. Allerdings können die Metadaten zur Kalibrierung und Validierung verwendet werden Studien der Stufe 3; Zu diesem Zweck haben die Autoren es mit anderen Mitgliedern der Forschungsgemeinschaft geteilt.

„Um Landwirte für ihre Verantwortung gerecht zu belohnen, müssen wir wissen, wo und wann Praktiken die Treibhausgasemissionen reduzieren können“, sagte Wander. „Wir zeigen, dass die allgemeine lineare Modellierung ein praktischer Tier-2-Ansatz ist, auf den sich politische Entscheidungsträger bei der Abgabe von Empfehlungen verlassen können.“