Landbouwmest verhoogt de uitstoot van broeikasgassen

UNIVERSITEIT VAN VERMONT

Beslissingen die boeren in het voorjaar en de zomer nemen, kunnen dramatisch zijn voor de toename van broeikasgasemissies (BKG) later in de winter.

Dat is een belangrijke vaststelling van een nieuwe studie aan de Universiteit van Vermont die voor het eerst aantoont dat de effecten van bemesting door boeren verder gaan dan het groeiseizoen door 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 RubMin van UVM School of Environment and Natural Resources and Gund Institute for Environment. "Als akkers verder naar het noorden zouden gebruikt worden door het warm klimaat, zou dit de bijdragen van de landbouw aan de mondiale uitstoot van broeikasgassen kunnen verhogen."

De studie, gepubliceerd in Soil Science Society of America Journal, geeft enkele van de eerste maatregelen voor de uitstoot van broeikasgassen door de landbouw in Vermont en benadrukt belangrijke trade-offs van de huidige landbouwpraktijken, zoals het injecteren van mest in de bodem.

Hoewel het bekend is dat het toevoegen van voedingsstoffen aan de akkers invloed kan hebben op de uitstoot van broeikasgassen tijdens het groeiseizoen, vonden Adair en collega's dat dit langdurige effecten heeft nl. het verhogen van de uitstoot van krachtige broeikasgassen, met name stikstof oxide (N2O), tijdens de dooiperiodes in de winter.

Uitstoot van broeikasgassen (CO2 en N2O) uit landbouwbodems is goed bestudeerd geweest tijdens het groeiseizoen, veel minder in de winter. Het begrijpen van de blijvende consequenties van managementbeslissingen is steeds kritischer worden, aangezien de landbouw naar verwachting zal uitbreiden en intensiveren naar noordelijke regio's als het klimaat opwarmt, zeggen onderzoekers.

"Door het injecteren van mest proberen boeren het goed te doen en de mest op de boerderij, in hun grond en gewassen en uit de waterwegen, te houden,” zei Adair. "Deze resultaten, in combinatie met ons vorig onderzoek dat vond dat injectie de uitstoot tijdens het groeiseizoen verhoogt, suggereren dat het belangrijk is om te overwegen welke methode van bemesting toe te passen."

BKG-emissies zijn het gevolg van de activiteit van bodemmicroben, zoals bacteriën, die mest afbreken tot voedingsstoffen die door de gewassen kunnen worden gebruikt. "Tijdens typische winters, als de bodem erg koud is, zijn bacteriën in principe in winterslaap, maar ze wachten gewoon op de juiste omstandigheden om weer actief te worden," zei Adair." Als bodems een beetje opwarmen - of ontdooien - worden de bacteriën wakker en beginnen snel met het produceren van broeikasgassen."

Onderzoekers hebben een laboratoriumonderzoek uitgevoerd naar bevroren gronden uit veldproeven in Vermont. De landbouwgronden kregen verschillende methoden van bemesting (uitstrooiing, uitstrooiing plus opname per ploeg en injectie) tijdens het groeiseizoen. In het laboratorium onderwierpen onderzoekers de grondstalen aan een bevroren, vries/dooi, of dooibehandeling gedurende acht dagen.

Het onderzoeksteam vond dat de methode van mesttoepassing sterk de uitstoot van CO2 en N2O beïnvloedde - een emissie ongeveer 300 keer krachtiger in het vastleggen van warmte dan CO2. Tijdens de winterse dooiperiodes, waren de N2O-emissies van mestinjecte bodems tot 20 keer hoger dan emissies van bodems met oppervlakte uitstrooiing of uitstrooiing plus ploegen.

De uitstoot van CO2 en N2O van de ontdooide bodem was tot acht keer groter dan wanneer de bodem bevroren bleef, maar dit varieerde afhankelijk van de bemestingsmethode. Stikstofoxide-emissies van geïnjecteerde bodems waren 2 tot 3 keer hoger dan van bodems waarop de mest was uitgestrooid en 4-19 keer meer dan uit de bodem bemest door uitstrooiing en ploegen. Het type mest beïnvloedde ook de CO2, maar lang niet zoveel als de N2O.

De onderzoekers hebben enkele theorieën over de reden waarom de uitstoot van broeikasgassen groter is met mestinjectie verdere bestudeerd. "Microben die CO2 en NO2 produceren hebben koolstof en nitraat nodig en bij mestinjecties van 6 tot 8 inch onder het grondoppervlak kan de beschikbaarheid van die voedingsstoffen toenemen," zei Adair. "Een andere mogelijke reden is dat de mesttoepassing microbiële gemeenschappen beïnvloeden; er kunnen in geïnjecteerde bodems meer microben zitten van het type dat N2O produceert."

"Deze studie gaf ons een ongelooflijk nuttig startpunt voor uitbreiding van dit onderzoek, en stelde ons in staat om te werken met boeren uit Vermont, " zei Lindsay Barbieri, promovendus aan de Rubenstein School en het Gund Instituut. "Samen monitoren we de uitstoot van broeikasgassen, naast waterkwaliteit, gewasopbrengst en andere metingen, uit landbouwbodems en -praktijken. Dit gebeurt direct op het veld, over langere periodes, terwijl we werken aan een beter begrip van de complexiteit van landbouwmethoden en de rol van broeikasgasemissies."

Vertaling: Andre Teirlinck