По мере испарения парниковых газов закись азота (N₂О) это чушь. Потенциал глобального потепления в 273 раза выше, чем у углекислого газа, что снижает N₂О может иметь большое значение. Но прежде чем можно будет добиться смягчения последствий, важно понять, откуда берется это соединение.

Большинство анализов указывают на то, что сельское хозяйство является основным источником N.₂О, глобально. Но в сельском хозяйстве существует множество переменных — тип сельскохозяйственной культуры и удобрений, текстура почвы, методы сохранения и многое другое — которые могут повлиять на N.₂О выбросы. Недавнее исследование Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне дает всесторонний учет этих факторов и показывает, среди прочего, что долгосрочное управление нулевой обработкой почвы может эффективно сократить выбросы азота.₂О выбросы.

Исследование «Оценка почвенного N₂Выбросы O, вызванные внесением органических и неорганических удобрений с использованием метааналитического подхода уровня 2, основанного на регрессии, для сельскохозяйственных земель США», опубликовано в журнале Наука об общей окружающей среде

«Наш анализ позволяет нам выявить практики, которые хорошо работают в конкретных регионах, и поощрять программы, включая развивающиеся рынки экосистемных услуг, для поощрения эффективного управления», — сказала соавтор исследования Мишель Вандер, профессор кафедры природных ресурсов и наук об окружающей среде, входящей в состав Колледж сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук (ACES) в Иллинойсе.

Вандер говорит предыдущий N₂O учет либо был слишком грубым и не позволял точно определить конкретные сельскохозяйственные факторы, влияющие на выбросы; или слишком сложным, требующим трудоемких вычислений и сложных алгоритмов. Вот почему Юшу Ся, получившая докторскую степень вместе с Вандером, в своем анализе выбрала средний путь.

«Мы были мотивированы заполнить пробел между чрезмерно упрощенным (Уровень 1) и чрезмерно сложным (Уровень 3) подходами, поэтому мы разработали учет уровня 2. Мы собрали большую базу метаданных, которая содержит почти 2000 наблюдений по сельскохозяйственным землям США, получить относительно точные оценки без сложных алгоритмов или использования суперкомпьютеров», — сказал Ся, ныне доцент Ламонта в Колумбийском университете.

Ся создала свою базу метаданных на основе опубликованных исследований и общедоступных баз данных, используя предикторы, включая свойства почвы, топографию, системы земледелия, типы удобрений, климатические факторы и управление. Она посмотрела на Н.₂Выбросы O производятся ежемесячно, а не ежегодно, чтобы уловить сезонные различия в скорости потока. Команда также рассмотрела различия внутри регионов США, чтобы понять, следует ли таким группам, как Консорциум рынка экосистемных услуг, адаптировать программы к конкретным областям.

Из методов управления, включенных в анализ, нулевая обработка почвы наиболее значимо и последовательно ассоциировалась с сокращением N.₂Выбросы O во времени и пространстве. Однако авторы сразу отмечают, что в этом контексте «нулевая обработка почвы» означает нечто весьма специфическое.

Уандер объясняет, что ярлык «нулевая обработка почвы» может вводить в заблуждение, поскольку ротационная обработка почвы или попеременная обработка почвы не имеют такого же эффекта, как истинная долгосрочная нулевая обработка почвы. Последнее приводит к более сложной структуре почвы, включая стабильные макропоры, которые могут помочь снизить производство парниковых газов.

Вандер сказал: «В нашем анализе методы сокращенной обработки почвы сильно различались с точки зрения содержания азота.₂Выбросы, показывающие, что они не являются панацеей. Только истинное управление нулевой вспашкой последовательно снижает выбросы».

Тип удобрения и текстура почвы также были важными факторами.

«Тип удобрения имел большое значение», — сказал Ся. «Например, жидкий навоз вызывает гораздо больше выбросов по сравнению с твердым навозом, который является продуктом с более медленным высвобождением. Безводный аммиак имел самые высокие выбросы среди всех оцениваемых нами типов удобрений, но выбросы из этого источника сильно различались».

Есть вещи, которые руководство не может изменить. Например, анализ показал, что почвы с более мелкой текстурой выделяют больше N₂О, чем крупнозернистые почвы. Также были выявлены важные региональные различия во взаимодействии текстуры почвы и воды.

«Почвенные микробы перерабатывают азот сложными способами, а влажность и текстура почвы могут иметь большое значение с точки зрения того, будет ли конечный продукт микробной обработки безвредным диазотом или парниковым газом закисью азота», — сказал Ся. «Нам нужно подумать о наилучшем способе управления выбросами для орошаемых и неорошаемых систем, но мы еще не достигли этой цели».

Хотя анализ выявил несколько ключевых факторов, способствующих увеличению N в сельском хозяйстве.₂Что касается выбросов и выявленных пробелов, которые необходимо заполнить в ходе дальнейших исследований, реальная ценность исследования заключается в улучшении старого метода уровня 1 без необходимости использования огромных вычислительных ресурсов для учета уровня 3. Однако базу метаданных можно использовать для калибровки и проверки исследований уровня 3; Для этого авторы поделились ею с другими членами исследовательского сообщества.

«Чтобы справедливо вознаградить фермеров за ответственное управление, нам необходимо знать, где и когда методы могут сократить выбросы парниковых газов», — сказал Вандер. «Мы показываем, что общее линейное моделирование — это практичный подход второго уровня, на который политики могут положиться при выработке рекомендаций».