Wetenschappers weten al lang dat no-till farming erosie vermindert en de afvoer van water en voedingsstoffen van akkers vermindert, maar nu suggereert een nieuwe studie door een team van Penn State-onderzoekers dat het beperken van bodemverstoring ook de uitstoot van lachgas kan verminderen.

Een broeikasgas dat bijdraagt ​​aan klimaatverandering, lachgas is 300 keer krachtiger dan koolstofdioxide. Om erachter te komen hoe niet-bewerken bodemmicroben beïnvloedt die zowel lachgas produceren als afbreken, hebben de onderzoekers hun onderzoek gericht op een 40-jarig grondbewerkingsexperiment dat is uitgevoerd in het Russell E. Larson Agricultural Research Center van Penn State.

"We wilden zien of het niveau van grondbewerking in het langetermijnexperiment invloed had op de bodemmicroben die verantwoordelijk zijn voor de netto stikstofoxide-emissies", zegt teamleider en co-auteur van de studie Mary Ann Bruns, hoogleraar bodemmicrobiologie en biogeochemie aan het College van Landbouwwetenschappen. "Dit is een bijzonder uitdagende doelstelling omdat veel verschillende bacteriën lachgas produceren, maar vele anderen kunnen het omzetten in een inert stikstofgas dat niet bijdraagt ​​aan het broeikaseffect."

De studie, geleid door Mara Cloutier, een doctoraatsstudent in bodemkunde en biogeochemie toen het onderzoek werd uitgevoerd, verzamelde en evalueerde grondmonsters die waren genomen van percelen die zijn beheerd als niet-till, beitel-disked of moldboard-geploegd-drie grondbewerking praktijken die respectievelijk lage, gemiddelde en hoge intensiteitsniveaus van fysieke verstoring vertegenwoordigen - gedurende vier decennia.

De onderzoekers beoordeelden bodembacteriële gemeenschappen en denitrificatie-genmarkers (DNA-sequenties die kunnen worden gebruikt om microbe-soorten te identificeren) in bodems die zijn bemonsterd uit maïs- en sojaboongewassen. Ze verzamelden ook grondmonsters in drie groeistadia van maïs- en sojabonenplanten om microbiomen te evalueren in bodems die worden beïnvloed door grondbewerking, gewastype en gewasstadium.

In bevindingen die onlangs zijn gepubliceerd in Soil &Tillage Research , rapporteerden de onderzoekers dat grondbewerking meer invloed had op de samenstelling van de microbiële gemeenschap en genmarkers dan het gewastype of het gewasstadium. Vergeleken met de andere grondbewerkingsmethoden bevatten niet-bewerkte bodems minder markergenen voor sommige typen lachgasproducerende bacteriën, maar geen verschillen in lachgas-afbrekende bacteriën, wat suggereert dat niet-bewerkte bodems minder lachgas kunnen produceren en uitstoten.

Bruns, die lid is van een nationale taskforce voor microben en klimaatverandering voor de American Academy of Microbiology, legde uit dat het onderzoek zou kunnen helpen de uitstoot van lachgas te verlagen.

"Als we managementpraktijken kunnen vinden die de activiteit verhogen van bacteriën die lachgas afbreken tot inert stikstofgas," zei Bruns, "zou stikstof van kunstmest nog steeds verloren gaan, maar als het meer goedaardige stikstofgas."

De niet-bewerkte bodems in dit experiment bevatten meer organische koolstof in de bodem, volgens Cloutier, die nu projectmanager is bij het Soil Health Institute, gevestigd in Raleigh, North Carolina.

"Onze belangrijkste bevindingen waren dat grondbewerking resulteert in onderscheidende microbiomen in de bodem, met niet-bewerkte gronden die verschillende poelen van stikstofcyclische bacteriën bevatten. Het gebruik van niet-bewerken als koolstofvastleggingsstrategie kan leiden tot stikstofretentie, maar er is meer onderzoek nodig om begrijpen hoe microben deze koolstof-stikstofrelaties beïnvloeden." + Verder verkennen

Studie vindt relaties tussen herbicide-resistente onkruiden, grondbewerkingspraktijken en uitstoot van broeikasgassen in de landbouw