Wetenschap
Team evalueert landbouwbeheerpraktijken in de nieuwe lachgasboekhoudingsmethode
Wat broeikasgassen betreft, is lachgas (N2 O) is een doozy. Met een aardopwarmingsvermogen dat 273 maal groter is dan dat van koolstofdioxide, waardoor N2 wordt verzacht O zou een groot verschil kunnen maken. Maar voordat er mitigatie kan plaatsvinden, is het belangrijk om te begrijpen waar de stof vandaan komt.
De meeste analyses wijzen op de landbouw als de belangrijkste bron van N2 O wereldwijd. Maar er zijn veel variabelen binnen de landbouw (type gewas en kunstmest, bodemtextuur, natuurbehoudspraktijken en meer) die van invloed kunnen zijn op N2 O-uitstoot. Een recente Urbana-Champaign-studie van de Universiteit van Illinois biedt een uitgebreide verklaring voor deze factoren, waarbij onder andere wordt vastgesteld dat langdurig no-till-management N2 effectief kan verminderen. O-uitstoot.
Het onderzoek 'Schatting van de bodem N2 O-emissies veroorzaakt door organische en anorganische kunstmest met behulp van een Tier-2, op regressie gebaseerde meta-analytische benadering voor Amerikaanse landbouwgronden", is gepubliceerd in Science of the Total Environment
"Onze analyse stelt ons in staat praktijken te identificeren die goed werken in specifieke regio's en programma's aan te moedigen, waaronder opkomende markten voor ecosysteemdiensten, om effectief beheer te belonen", zegt medeauteur van het onderzoek Michelle Wander, hoogleraar bij het Departement voor Natuurlijke Hulpbronnen en Milieuwetenschappen, onderdeel van het College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences (ACES) in Illinois.
Wander zegt vorige N2 O de boekhouding is ofwel te grof geweest en niet in staat specifieke landbouwfactoren aan te wijzen die de emissies beïnvloeden; of te ingewikkeld, waardoor tijdrovende berekeningen en complexe algoritmen nodig zijn. Daarom streefde Yushu Xia, die haar doctoraat bij Wander afrondde, in haar analyse naar een middenweg.
"We waren gemotiveerd om de kloof te dichten tussen al te simplistische (Tier-1) en te ingewikkelde (Tier-3) benaderingen, dus hebben we Tier-2-boekhouding ontwikkeld. We hebben een grote metadatabank verzameld, die bijna 2.000 observaties bevat van Amerikaanse landbouwgronden, om relatief nauwkeurige schattingen te krijgen zonder ingewikkelde algoritmen of het gebruik van supercomputers", zegt Xia, nu assistent-onderzoeksprofessor bij Lamont aan de Columbia University.
Xia creëerde haar metadatabank op basis van gepubliceerde onderzoeken en openbare databases, waarbij ze voorspellers verzamelde, waaronder bodemeigenschappen, topografie, teeltsystemen, soorten kunstmest, klimaatfactoren en management. Ze keek naar N2 O-emissies op maandbasis in plaats van op jaarbasis om seizoensverschillen in fluxpercentages op te vangen. Het team heeft ook gekeken naar de verschillen binnen Amerikaanse regio's om te zien of groepen als het Ecosystem Services Market Consortium programma's moeten afstemmen op specifieke gebieden.
Van de managementpraktijken die in de analyse zijn opgenomen, werd no-till het meest significant en consistent geassocieerd met een lager aantal N2 O-emissies in tijd en ruimte. Maar de auteurs wijzen er al snel op dat no-till in deze context verwijst naar iets heel specifieks.
Wander legt uit dat het label 'no-till' misleidend kan zijn, omdat rotatie- of afwisselende grondbewerking niet hetzelfde effect heeft als echte, langdurige no-till. Dit laatste leidt tot een complexere bodemstructuur, inclusief stabiele macroporiën die kunnen helpen de productie van broeikasgassen te verminderen.
Wander zei:"In onze analyse varieerden de praktijken van verminderde grondbewerking sterk in termen van N2 O-uitstoot, waaruit blijkt dat ze geen wondermiddel zijn. Alleen echt no-till-beheer kon de uitstoot consequent terugdringen."
Het type meststof en de bodemtextuur waren ook belangrijke factoren.
"Het soort kunstmest maakte een groot verschil", zei Xia. "Vloeibare mest veroorzaakte bijvoorbeeld veel meer emissies vergeleken met vaste mest, een product dat langzamer vrijkomt. Watervrije ammoniak had de hoogste emissies van de soorten meststoffen die we hebben geëvalueerd, maar de emissies uit die bron waren zeer variabel." P>
Er zijn een aantal dingen die het management niet kan veranderen. Uit de analyse bleek bijvoorbeeld dat bodems met een fijnere structuur meer N2 uitstoten O dan grof getextureerde bodems. Ook werden belangrijke regionale verschillen geïdentificeerd in de interactie tussen bodemtextuur en water.
"Bodemmicroben verwerken stikstof op complexe manieren, en bodemvocht en -textuur kunnen een groot verschil maken als het gaat om de vraag of het eindproduct van microbiële verwerking onschadelijk distikstof is of het broeikasgas lachgas", aldus Xia. "We moeten nadenken over de beste manier om de emissies voor geïrrigeerde en niet-geïrrigeerde systemen te beheren, maar we zijn er nog niet."
Terwijl de analyse verschillende sleutelfactoren aan het licht bracht die hebben bijgedragen aan de landbouw N2 Oemissies en geïdentificeerde lacunes die met verder onderzoek moeten worden opgevuld, ligt de echte waarde van het onderzoek in het verbeteren van de oudere Tier-1-methode zonder dat hiervoor de enorme rekenkracht van Tier-3-boekhouden nodig is. De metadatabase kan echter wel worden gebruikt voor het kalibreren en valideren van Tier-3-onderzoeken; de auteurs hebben het daarom met anderen in de onderzoeksgemeenschap gedeeld.
"Om boeren eerlijk te belonen voor rentmeesterschap, moeten we weten waar en wanneer praktijken de uitstoot van broeikasgassen kunnen verminderen", aldus Wander. "We laten zien dat algemene lineaire modellering een praktische Tier-2-aanpak is waarop beleidsmakers kunnen vertrouwen om aanbevelingen te doen."