Исследователи изучили коэффициенты выбросов закиси азота от синтетических и органических удобрений
В ходе исследования под руководством Орхусского университета ученые измеряли выбросы закиси азота (N2O) в течение двух лет на четырех различных участках в Дании. На этих участках были созданы типичные севообороты, чтобы обеспечить реалистичный контекст для измерений.
Эксперимент включал севообороты с молочным производством в Западной Дании, с молочным производством в Юго-Западной Дании, со свиноводством в Юго-Западной Дании и с растениеводством в Восточной Дании.
Все четыре участка имеют низкое содержание глины в почве, типичное для Северной Европы, в то время как количество осадков значительно варьировалось от места к месту и между двумя годами исследования — 2020 и 2021.
Синтетические и органические удобрения, внесенные под яровой ячмень
Яровой ячмень был частью всех севооборотов. На опытных делянках площадью 1 м2 на двух или четырех участках вносились три коммерческих удобрения (NS, NPK и UAN) и восемь органических удобрений (три вида навозной жижи КРС, три — свиней и два вида дигестата). Одинаковые удобрения применялись на разных участках, чтобы изучить влияние местных условий — свойств почвы и осадков. Для обеспечения сопоставимости на всех участках использовались одинаковые методы внесения удобрений, измерения и анализа данных.
«Наши параллельные измерения выбросов N2O от ряда удобрений под яровой ячмень были сосредоточены на весеннем периоде. Однако в рамках севооборота выбросы измерялись в течение всего года в оба экспериментальных года. Эти измерения подтверждают, что большая часть выбросов N2O, вызванных весенним внесением удобрений, происходит до того, как культура "опустошит" почву от азота», — говорит профессор Серен О. Петерсен из Департамента агроэкологии Орхусского университета.
Больше внимания к навозной жиже
В течение двух экспериментальных лет выбросы N2O от коммерческих удобрений были значительно ниже, чем предполагается в настоящее время. В то же время выбросы от свиной и коровьей навозной жижи и дигестата в среднем соответствовали или превышали предыдущие оценки. Это указывает на то, что в Дании, где 90% навоза обрабатывается как жидкий, усилия по сокращению выбросов N2O от животноводческого навоза окажут наибольшее влияние на климат.
«Уровень варьировался между участками и годами, но мы обнаружили, что выбросы N2O в среднем были выше от животноводческого навоза, чем от коммерческих удобрений, на каждом из четырех участков», — отмечает Серен О. Петерсен.
Результаты отличаются от рекомендаций IPCC
Интересно, что датские результаты отличаются от последних рекомендаций Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) по коэффициентам выбросов N2O для влажного умеренного климата. В последних руководящих принципах ожидаются более высокие выбросы N2O от синтетических удобрений, чем от органических, включая животноводческий навоз и дигестат. Это основано на глобальном анализе экспериментальных данных.
«Оба результата могут быть верны, потому что они основаны на разных наборах данных. Это показывает важность исследований, которые учитывают местные условия», — объясняет Серен О. Петерсен.
В Дании преобладают почвы с низким содержанием глины, и почти весь животноводческий навоз находится в жидкой форме с обработкой на биогазовых установках или без нее. Такое сочетание создает благоприятные условия для нитрификации и денитрификации — двух микробных процессов, которые вместе вызывают образование N2O в почве.
«Тип почвы важен, потому что хорошо аэрируемая почва обеспечивает хорошие условия для нитрификации, но также создает условия для выхода в атмосферу N2O, образующегося в жидком органическом удобрении и вокруг него», — говорит Серен О. Петерсен.
Для сравнения, он поясняет, что почти половина исследований, включенных в глобальный анализ, проводилась с твердым навозом, где риск образования N2O ниже, поскольку значительная часть азота может теряться во время хранения, а чистое высвобождение азота в почву невелико. Более глинистые почвы также будут иметь большую тенденцию к плохому воздухообмену и, следовательно, меньший риск выхода N2O из почвы.
Исследование опубликовано в журнале Agriculture, Ecosystems & Environment.