Американские ученые оценили потоки N2O и CH4 в почве на ферме с дренажными водами

Дайджест исследований

Управление дренажными водами (УДВ) - это эффективная наилучшая практика управления (НМП), позволяющая снизить гидрологический вынос нитратов с пахотных земель в поверхностные и грунтовые воды путем регулирования времени и объема сброса воды в канавы и удержания воды в канавах и на прилегающих полях с помощью дренажно-регулирующих устройств (ДРУ). Хотя предполагаемые последствия поддержания более высокого уровня грунтовых вод заключаются в увеличении денитрификации и, соответственно, снижении вымывания нитратов, непреднамеренным следствием является возможное увеличение производства закиси азота (N2O) в результате денитрификации и метана (CH4) в результате метаногенеза, которые являются мощными парниковыми газами (ПГ). Таким образом, применение УДВ может привести к "обмену загрязнениями" - т.е. обменивается ли УДВ снижение концентрации нитратов в канавной воде на увеличение почвенных выбросов N2O и CH4 в атмосферу? Для ответа на этот вопрос мы применили метод микрометеорологического градиента потоков (ГП) для кукурузно-соевого севооборота на действующей ферме с ДРУ в восточной части штата Мэриленд на полуострове Дельмарва. Потоки N2O и CH4 в почве были определены количественно при использовании УДВ и без УДВ урожая сои без внесения азотных удобрений (2018 г.) и урожая кукурузы с внесением синтетических азотных удобрений (2019 г.). Насколько нам известно, это первое исследование, в котором использовался микрометеорологический метод для оценки влияния сельскохозяйственного УДВ на выбросы ПГ. Последовательных и статистически значимых различий в потоках N2O и CH4 между полями, использующими и не использующими УДВ, не наблюдалось, что позволяет предположить, что при УДВ снижение вымывания нитратов не привело к увеличению выбросов ПГ в почву. Измерения ГП также сравнивались с камерными измерениями, которые выявили сходные закономерности, однако камерные измерения характеризовались большой пространственной изменчивостью и в целом более высокими среднесуточными оценками потоков, в то время как мачтовые измерения выявили более частые и кратковременные импульсы N2O после внесения удобрений и выпадения осадков. Данное исследование дополняет существующее представление о преимуществах и рисках применения УДВ в качестве НМП.

Исследование опубликовано в журнале Agricultural and Forest Meteorology.