Beslissingen die boeren in de lente en zomer nemen, kunnen later in de winter de uitstoot van broeikasgassen (BKG) drastisch verhogen.

Dat is een belangrijke conclusie van een nieuwe studie van de Universiteit van Vermont die laat zien, Voor de eerste keer, dat de gevolgen van beslissingen over het gebruik van mest van boeren verder reiken dan het groeiseizoen om de emissies op warme winterdagen te beïnvloeden.

"Dit kan grote gevolgen hebben als de winters warmer worden en de bodem vaker ontdooit, " zei hoofdauteur Carol Adair, van UVM's Rubenstein School of Environment and Natural Resources en Gund Institute for Environment. "Als akkerlanden verder naar het noorden trekken met een opwarmend klimaat, dit zou de bijdrage van de landbouw aan de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen kunnen vergroten."

De studie, gepubliceerd in Soil Science Society of America Journal , biedt enkele van de eerste metingen van de uitstoot van broeikasgassen door landbouwgronden in Vermont en benadrukt belangrijke wisselwerkingen met de huidige landbouwpraktijken, zoals het injecteren van mest in de bodem.

Hoewel het bekend is dat de beslissingen van boeren om voedingsstoffen aan hun velden toe te voegen, van invloed zijn op de uitstoot van broeikasgassen tijdens het groeiseizoen, Adair en collega's vinden dat deze keuzes langdurige effecten hebben:ze kunnen de uitstoot van krachtige broeikasgassen verhogen, vooral lachgas (N ₂ O), tijdens de winterdooien.

Emissies van broeikasgassen (CO ₂ en N ₂ O) van landbouwgronden zijn goed bestudeerd tijdens het groeiseizoen, in de winter veel minder. Inzicht in de blijvende gevolgen van managementbeslissingen wordt steeds belangrijker, aangezien de landbouw naar verwachting zal uitbreiden en intensiveren in de noordelijke regio's naarmate het klimaat warmer wordt, zeggen onderzoekers.

"Door mest te injecteren, boeren proberen het juiste te doen en mest op de boerderij te houden, in hun bodem en gewassen, en buiten de waterwegen, " zei Adair. "Deze resultaten, in combinatie met ons eerdere onderzoek waaruit bleek dat injectie ook de uitstoot tijdens het groeiseizoen verhoogt, suggereren dat er belangrijke afwegingen kunnen zijn om te overwegen bij het kiezen van een methode voor het toedienen van mest."

BKG-emissies zijn het gevolg van de activiteit van bodemmicroben, zoals bacteriën, die mest afbreken tot nutriënten die bruikbaar zijn voor gewassen. "Tijdens typische winters, als de grond erg koud is, microben houden in principe een winterslaap, maar ze wachten gewoon op de juiste omstandigheden om weer actief te zijn, "zei Adair. "Als de bodem een ​​beetje opwarmt of ontdooit, worden microben wakker en beginnen ze snel BKG's te produceren."

Onderzoekers voerden een laboratoriumonderzoek uit op bevroren bodems die waren verzameld tijdens veldproeven in Vermont. De landbouwgronden kregen verschillende methoden van bemesting (uitzending, uitzending plus opname door ploeg, en injectie) tijdens het groeiseizoen. In het labortorium, onderzoekers onderwierpen bodemkernen aan ofwel een bevroren, bevriezen/ontdooien, of ontdooibehandeling gedurende acht dagen.

Het onderzoeksteam ontdekte dat de methode van bemesting een grote invloed had op de uitstoot van CO ₂ en N ₂ O—een broeikasgas dat ongeveer 300 keer krachtiger is in het vasthouden van warmte dan CO ₂ - uit bodems. Tijdens de winterdooien, N ₂ O-emissies van met mest geïnjecteerde bodems waren tot 20 keer groter dan de emissies van bodems met bemesting of bemesting met ploegmest.

vrijkomen van CO ₂ en N ₂ O was tot acht keer groter van bodems die ontdooid waren dan van bodems die bevroren bleven, maar dit varieerde afhankelijk van de mesttoepassingsmethode. De stikstofoxide-emissies van geïnjecteerde gronden waren 2-3 keer groter dan van gronden die waren ingezaaid met mest en 4-19 keer groter dan van gronden die waren ingezaaid en geploegd. Ook het type mestgift had invloed op de CO ₂ maar lang niet zoveel als het N . beïnvloedde ₂ O.

De onderzoekers hebben enkele theorieën over waarom de uitstoot van broeikasgassen groter is bij mestinjectie en plannen verder onderzoek. "Microben die CO . produceren ₂ en N ₂ O heb koolstof en nitraat nodig, en injecties van mest 6-8 inches onder het grondoppervlak kunnen de beschikbaarheid van die voedingsstoffen verhogen, " zei Adair. "Een andere mogelijke reden is dat de behandelingen van de mesttoepassing microbiële gemeenschappen veranderen; er kan meer van het type microbe zijn dat N . produceert ₂ O in geïnjecteerde gronden."

"Deze studie gaf ons een ongelooflijk nuttig startpunt om dit onderzoek uit te breiden, en stelde ons in staat om met meer boeren in Vermont samen te werken, " zei Lindsay Barbieri, doctoraat student aan de Rubenstein School en Gund Institute. "Samen monitoren we de uitstoot van broeikasgassen, naast de waterkwaliteit, gewasopbrengst, en andere metingen, van landbouwgronden en praktijken. Dit gebeurt direct in het veld, voor langere tijd, terwijl we werken aan een beter begrip van de complexiteit van landbouwpraktijken en de rol van de uitstoot van broeikasgassen in Vermont."