玉米残留物去除和二氧化碳排放

玉米残留物去除和二氧化碳排放

二氧化碳(CO2),氧化二氮(n2o)和甲烷(CH4.)是由于农业活动因土壤排放的主要温室气体(温室气体)。在短期内,CO的增加2排放表明土壤微生物活性增加。土壤微生物分解作物残留和释放CO2作为一个副产品。作物残余物的分解释放养分供植物利用。微生物丰度还通过稳定团聚体改善土壤结构质量。因此,增加公司2排放(微生物活动)可能表明土壤健康改善。然而,CO之间需要平衡2碳(C)储存在土壤中以保持土壤生产力。本文讨论了对CO的影响2大麻和放牧玉米渣的排放。重要的是要强调的是2排放仅解释碳循环的一个阶段。土壤C股与非共同的测量2排放是定义系统是否是温室气体的水槽或源的实际决定因素。

残留余色和放牧增加了co2排放量?文学评论

残留物和放牧可能会影响土壤有限公司2通过降低残留物输入和改变土壤物​​理条件的排放,这两者都可能影响土壤微生物活性。残留物去除的净冲击可取决于局部气候,土壤型,与其他管理操作的相互作用等现场特异性因素(即耕作)和除去的残留量。通过打包除去的作物残留量取决于在母线期间的粉碎机的切割高度和粉碎的水分条件。通过在建议的放养速率下通过放牧除去的作物残留量通常小于25%。最近的一个多网站研究报告说,留下比大致的残留物更多的2.4倍(Ulmer等,2016)。因此,预期大致为减少微生物的碳(C)输入和C底板,这将减少CO2与残余放牧相比的排放。

打包下较高的残渣去除率对改变CO的土壤小气候条件有更大的影响2排放量比放牧。一般而言,残留物平均可能导致比残留物放牧的白天土壤温度更高。与任何生化反应一样,分解过程可能会加速残留余量下的土壤温度增加,更大的CO2预期排放量。然而,与此同时,残留物平衡可以通过与增加的机器交通相关的更大的蒸发损失或土壤压实问题来降低土壤含水量,从而降低微生物活性。相比之下,与平纹相比,放牧可能导致较少的蒸发和突然的温度波动,因为它除了比捆扎更少的残留物。然而,残留物放牧可以通过影响残留物的物理和化学结构来改变微生物分解过程。首先,牛践踏可以将残留物压碎成较小的零件。较小的颗粒提供更多的表面积,可以加速微生物活性以分解残留物和增加CO2排放。其次,添加粪肥和尿液可以增加C底板以增强微生物活动以发出CO2

176项公布研究的META分析表明残留物去除降低了CO2排放量27.8%(Liu等,2014)。减少的co.2排放主要是由于微生物生物量减少,土壤含水量和土壤孔隙率。然而,美国玉米带的研究研究报告了4%的影响范围减少到CO的24%2机械残留物排放(Al-Kaisi和Yin,2005; Jin等,2014)。CO的这种变化2排放可能是由于场地特定的残留物输入和气候条件。关于储存对CO的残留物撞击的研究数据2排放很少。两项研究报告了无效或增加了有限公司2由于残留物放牧(Tracy和Zhang,2008; Barsotti等,2013)导致的排放。

来自内布拉斯加州的最新数据

土壤公司2在玉米渣放牧和粘土中心附近的玉米残留物和大致监测排放。实验方法为1)对照(无残基除去),2)玉米残余物(约70%残基除去),3)玉米残余物放牧(约18%残留物除去)在灌溉带耕作耕作下进行连续玉米(图1)。

在残留清除试验中监测二氧化碳排放
图1.测量有限公司2在粘土中心附近的条带连续玉米实验中的三种玉米残留治疗的排放。

土壤公司2与个人采样日期的控制相比,排放不受残留物或放牧的影响(图2)。平均,有限公司2每小时每小时的排放量为1.69磅,每小时每小时/每小时/每小时每小时的每小时为每小时3.78磅,每小时6月份采样。由于CO的高波动2排放时间为临时,累计有限公司2计算排放量以评估残留渣和每年放牧的净冲击。残留物放牧增加累积CO2与对照相比,排放1.4次,但母线没有影响(图3.)。增加的公司2排放可能是由于放牧动物的粪便增加了可用的C底物(Barsotti等,2013)。这可以增强微生物活动来增加CO2排放。

由于三种作物残留管理实践,CO <SUB> 2 </ SUB>排放的定期变化图
图2.有限公司的定期变化2由于粘土中心附近的条带连续玉米的三种作物残留管理实践引起的排放。
年度累积CO <sub> 2 </ sub>排放的三种作物残留管理实践
图3.年度累积公司2在粘土中心附近的条带连续玉米的三种作物残留管理实践下的排放。具有不同字母的条形表明治疗之间的显着差异。

结论

土壤公司2排放主要受残留去除率,土壤微毛细管条件和影响生物活性和气态交换反应的相关土壤性能。文献综述表明残留物平纹可减少土壤C库存并改变土壤条件以改变CO2排放虽然残留物放牧可能会影响有限公司2粪便输入引起的排放。

根据我们的一年数据,残留物放牧和母线似乎对CO没有影响2每天排放。但是,每日有限公司2排放总结为获得年度CO2排放量,残留物放牧似乎增加了累积的CO2灌溉作物畜牧系统排放。Baling没有效果。需要额外的研究来确定俾路盟和放牧影响CO的程度2不同管理条件和气候区下的排放。这些co.2结果仅解释一期C循环,检查土壤有机C的净变化和非CO的排放2气体对辨别的气体是必不可少的,无论是残留物还是放牧都是温室气体的净源或水槽。

参考文献

Al-kaisi,M.和X. Yin。2005年。耕作和作物残留对玉米大豆旋转中土壤碳和二氧化碳排放的影响.环境质量杂志34:437-445。

贝斯托蒂,J.L.,U.M.Sainju,A.W.Lenssen,C. montagne和P.G.哈特菲尔德。2013年。作物产量和土壤有机质对美国北大平原放牧的绵羊.土壤和耕作研究134:133-141。

Jin, v.l., J.M. Baker, J.M. Johnson, d.l., Karlen, R.M. Lehman, S.L. Osborne, T.J. Sauer, D.E. Stott, G.E. Varvel, R.T. Venterea, M.R. Schmer, and B.J. Wienhold. 2014。土壤温室气体排放响应玉米秸秆去除和耕地管理,对美国玉米腰带.生物能源研究7:517-527

刘,C.,M. Lu,J. Cui,B.LI,C. Fang。2014年。秸秆碳投入对农业土壤碳动力学的影响:META分析.全球变化生物学20:1366-1381。

特蕾西,B.F.和Y.张。2008年。伊利诺伊州综合作物畜牧系统中的土壤压实,玉米产量响应和土壤营养池动力学.作物科学48:1211-1218。

ulmer,k。,2016。在作物和畜牧系统中管理玉米残留物和双重裁剪饲料.动物科学学位论文。布拉斯加-林肯大学。