农用肥料会增加温室气体排放——即使在冬天

农民在春季和夏季做出的决定会大大增加冬末的温室气体(GHG)排放量。

这是佛蒙特大学新研究的一个重要部分，该研究首次表明，农民粪便使用决策的影响超越了生长季节，影响了冬季的暖排放。

UVM鲁宾斯坦环境和自然资源研究所和环境研究所的主要作者卡罗尔王茂林说：“这可能会产生巨大的影响，因为冬天变暖，土壤解冻的频率更高。”。“如果农田在气候变暖下向北移动，可能会增加农业对全球温室气体排放的贡献。”

发表在《美国土壤科学学会杂志》上的这项研究提供了佛蒙特州农业土壤温室气体排放的一些初步措施，并强调了与当前农业实践的重要权衡，例如向土壤中注入粪肥。

尽管众所周知，农民向田地中添加养分的决定会影响生长季节的温室气体排放，但王茂林和他的同事发现，这些选择会产生长期影响：在冬季融化期间，它们会增加强力温室气体的排放，尤其是一氧化二氮(N2)O。

农业土壤中的温室气体(CO2排放2和N2O)已经处于生长季节，这要少得多，因此在冬季对它们进行了充分的研究。研究人员表示，随着气候变暖，北方地区的农业预计将扩大和加剧，因此了解管理决策的持久后果变得越来越重要。

“通过注射粪肥，农民试图做正确的事情，将粪肥留在农场、土壤、作物和水道之外，”阿朵说。“这些结果与我们之前的研究相结合，发现在生长季节注射也会增加排放，这表明在决定采用粪肥法时可能需要考虑重要的权衡因素。”

温室气体排放是由土壤微生物(如细菌)的活动产生的，这些微生物将粪便分解成作物可用的养分。“在典型的冬天，当土壤非常寒冷时，微生物基本上冬眠，但它们只是等待合适的条件再次变得活跃，”阿朵说。"当土壤温度升高或解冻时，微生物就会醒来，并迅速开始产生温室气体."

研究人员对佛蒙特州野外实验收集的冻土进行了实验室研究。在生长季节，在农业土地上接受不同的施肥方法(撒播、撒播耕和注射)。在实验室中，研究人员将土芯冷冻、冷冻/解冻或解冻8天。

研究小组发现，施肥方法对CO 2和N2-O温室气体排放速率的影响比CO2-土壤捕获热量强约300倍。冬季解冻期，注入土壤的粪肥N2O排放量比地面播种或撒播加犁粪施肥的土壤高20倍。

解冻土壤释放的CO2和N2O比冻土释放的高8倍，但这取决于粪肥的施用方法。注入土壤的氧化亚氮排放量是施肥土壤的2-3倍，是播种和耕作土壤的4-19倍。型肥的施用也受CO2的影响，而不是几乎一样多，因为它会影响2O。

研究人员对粪肥注入导致温室气体排放的原因有所了解，并计划进一步研究。“碳和硝酸盐是产生CO微生物2和N2所需要的，在粪肥下面的土壤表面注射6-8英寸可以提高这些养分的利用率，”Adail说。“另一个潜在的原因是施肥处理改变了微生物群落；在注入的土壤中可能有更多类型的微生物产生N2O。”

“这项研究为扩大这项研究提供了一个非常有用的起点，使我们能够与更多的佛蒙特州农民合作，”鲁宾斯坦学院和冈德研究所的博士生林赛巴比耶里说。“我们一起监测温室气体排放，以及水质、作物产量和来自农业土壤和实践的其他测量结果。这种情况直接在田间进行，持续时间更长，因为我们试图更好地了解佛蒙特州农业的复杂性和温室气体排放的作用。”

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