農(nóng)民在春季和夏季做出的決定會大大增加冬末的溫室氣體(GHG)排放量。
這是佛蒙特大學(xué)新研究的一個重要部分，該研究首次表明，農(nóng)民糞便使用決策的影響超越了生長季節(jié)，影響了冬季的暖排放。
UVM魯賓斯坦環(huán)境和自然資源研究所和環(huán)境研究所的主要作者卡羅爾王茂林說：“這可能會產(chǎn)生巨大的影響，因?yàn)槎熳兣寥澜鈨龅念l率更高?！薄！叭绻r(nóng)田在氣候變暖下向北移動，可能會增加農(nóng)業(yè)對全球溫室氣體排放的貢獻(xiàn)。”
發(fā)表在《美國土壤科學(xué)學(xué)會雜志》上的這項(xiàng)研究提供了佛蒙特州農(nóng)業(yè)土壤溫室氣體排放的一些初步措施，并強(qiáng)調(diào)了與當(dāng)前農(nóng)業(yè)實(shí)踐的重要權(quán)衡，例如向土壤中注入糞肥。
盡管眾所周知，農(nóng)民向田地中添加養(yǎng)分的決定會影響生長季節(jié)的溫室氣體排放，但王茂林和他的同事發(fā)現(xiàn)，這些選擇會產(chǎn)生長期影響：在冬季融化期間，它們會增加強(qiáng)力溫室氣體的排放，尤其是一氧化二氮(N2)O。
農(nóng)業(yè)土壤中的溫室氣體(CO2排放2和N2O)已經(jīng)處于生長季節(jié)，這要少得多，因此在冬季對它們進(jìn)行了充分的研究。研究人員表示，隨著氣候變暖，北方地區(qū)的農(nóng)業(yè)預(yù)計(jì)將擴(kuò)大和加劇，因此了解管理決策的持久后果變得越來越重要。
“通過注射糞肥，農(nóng)民試圖做正確的事情，將糞肥留在農(nóng)場、土壤、作物和水道之外，”阿朵說?！斑@些結(jié)果與我們之前的研究相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)在生長季節(jié)注射也會增加排放，這表明在決定采用糞肥法時可能需要考慮重要的權(quán)衡因素?！?
溫室氣體排放是由土壤微生物(如細(xì)菌)的活動產(chǎn)生的，這些微生物將糞便分解成作物可用的養(yǎng)分。“在典型的冬天，當(dāng)土壤非常寒冷時，微生物基本上冬眠，但它們只是等待合適的條件再次變得活躍，”阿朵說。"當(dāng)土壤溫度升高或解凍時，微生物就會醒來，并迅速開始產(chǎn)生溫室氣體."
研究人員對佛蒙特州野外實(shí)驗(yàn)收集的凍土進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究。在生長季節(jié)，在農(nóng)業(yè)土地上接受不同的施肥方法(撒播、撒播耕和注射)。在實(shí)驗(yàn)室中，研究人員將土芯冷凍、冷凍/解凍或解凍8天。
研究小組發(fā)現(xiàn)，施肥方法對CO 2和N2-O溫室氣體排放速率的影響比CO2-土壤捕獲熱量強(qiáng)約300倍。冬季解凍期，注入土壤的糞肥N2O排放量比地面播種或撒播加犁糞施肥的土壤高20倍。
解凍土壤釋放的CO2和N2O比凍土釋放的高8倍，但這取決于糞肥的施用方法。注入土壤的氧化亞氮排放量是施肥土壤的2-3倍，是播種和耕作土壤的4-19倍。型肥的施用也受CO2的影響，而不是幾乎一樣多，因?yàn)樗鼤绊?O。
研究人員對糞肥注入導(dǎo)致溫室氣體排放的原因有所了解，并計(jì)劃進(jìn)一步研究。“碳和硝酸鹽是產(chǎn)生CO微生物2和N2所需要的，在糞肥下面的土壤表面注射6-8英寸可以提高這些養(yǎng)分的利用率，”Adail說?！傲硪粋€潛在的原因是施肥處理改變了微生物群落；在注入的土壤中可能有更多類型的微生物產(chǎn)生N2O。”
“這項(xiàng)研究為擴(kuò)大這項(xiàng)研究提供了一個非常有用的起點(diǎn)，使我們能夠與更多的佛蒙特州農(nóng)民合作，”魯賓斯坦學(xué)院和岡德研究所的博士生林賽巴比耶里說。“我們一起監(jiān)測溫室氣體排放，以及水質(zhì)、作物產(chǎn)量和來自農(nóng)業(yè)土壤和實(shí)踐的其他測量結(jié)果。這種情況直接在田間進(jìn)行，持續(xù)時間更長，因?yàn)槲覀冊噲D更好地了解佛蒙特州農(nóng)業(yè)的復(fù)雜性和溫室氣體排放的作用?！?
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