Tác động của việc ứng dụng biochar lên dòng khí nhà kính trong đất: phân tích tổng hợp

GCB Bioenergy - Tập 9 Số 4 - Trang 743-755 - 2017
Yanghui He1, Xuhui Zhou2,3, Liling Jiang1, Ming Li1, Zhenggang Du3, Guiyao Zhou3, Junjiong Shao2,3, Heming Liu3, Zhihong Xu4, Shahla Hosseini Bai5, Helen M. Wallace5, Cheng‐Yuan Xu6
1Coastal Ecosystems Research Station of Yangtze River Estuary, Ministry of Education Key Laboratory for Biodiversity Science and Ecological Engineering, The Institute of Biodiversity Science, School of Life Sciences, Fudan University, 2005 Songhu Road, Shanghai, 200433 China
2Center for Global Change and Ecological Forecasting, East China Normal University, Shanghai 200062, China
3Tiantong National Field Observation Station for Forest Ecosystem, School of Ecological and Environmental Sciences, East China Normal University, Shanghai, 200241 China
4Environmental Futures Research Institute, School of Natural Sciences, Griffith University, Nathan, Brisbane, QLD, 4111, Australia
5Faculty of Science, Health, Education and Engineering, University of the Sunshine Coast, Maroochydore DC, QLD, 4558, Australia
6School of Medical and Applied Sciences, Central Queensland University, Bundaberg, QLD 4670, Australia

Tóm tắt

Tóm tắt

Việc ứng dụng biochar lên đất có thể làm tăng khả năng lưu trữ carbon (C) do các đầu vào của carbon hữu cơ bền vững. Tuy nhiên, các tác động của việc ứng dụng biochar lên dòng khí nhà kính trong đất (GHG) dường như có sự biến đổi giữa nhiều nghiên cứu trường hợp; do đó, tính hiệu quả của biochar như một tác nhân lưu trữ carbon để giảm thiểu biến đổi khí hậu vẫn chưa chắc chắn. Chúng tôi đã thực hiện một phân tích tổng hợp từ 91 bài báo đã công bố với 552 so sánh cặp để lấy trung tâm xu hướng của ba dòng GHG chính (tức là, CO2, CH4, và N2O) trong phản ứng với việc ứng dụng biochar. Kết quả của chúng tôi cho thấy việc ứng dụng biochar đã làm tăng đáng kể dòng CO2 trong đất lên 22,14%, nhưng lại giảm dòng N2O xuống 30,92% và không ảnh hưởng đến dòng CH4. Do đó, việc ứng dụng biochar có thể đóng góp đáng kể vào việc tăng tiềm năng nóng lên toàn cầu (GWP) của tổng dòng GHG trong đất do sự kích thích lớn của dòng CO2. Tuy nhiên, dòng CO2 trong đất bị ức chế khi biochar được thêm vào đất đã bón phân, cho thấy rằng việc ứng dụng biochar có thể không kích thích được dòng CO2 trong lĩnh vực nông nghiệp, nơi mà việc bón phân đạm là phổ biến. Phản ứng của dòng GHG trong đất chủ yếu biến đổi theo nguồn nguyên liệu biochar và kết cấu đất cũng như nhiệt độ khí hóa của biochar. Độ pH của đất và biochar, tỷ lệ bón biochar, và vĩ độ cũng tác động lên dòng GHG trong đất, nhưng ở mức độ ít hơn. Các phát hiện của chúng tôi cung cấp một cơ sở khoa học để phát triển các chiến lược hợp lý hơn nhằm thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi biochar như một phụ gia cho đất nhằm giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1890/0012-9658(1997)078[1277:RTFMAO]2.0.CO;2

10.1016/j.soilbio.2012.10.025

10.23986/afsci.8095

10.2134/jeq2011.0119

10.1016/j.soilbio.2015.08.007

10.1007/s11356-014-3649-2

10.17660/ActaHortic.2016.1109.24

10.1111/ejss.12074

10.1002/jpln.201300088

10.1016/S0168-6496(03)00304-0

10.1088/1748-9326/10/8/084014

10.1016/j.soilbio.2012.03.017

10.1111/gcbb.12052

10.1038/srep01732

10.1016/j.agee.2013.10.009

10.1016/j.agee.2014.12.015

10.1071/SR08036

10.1016/j.jaap.2014.05.021

10.2136/sssaj2009.0185

10.3390/agronomy3020275

10.1023/A:1009731711346

10.1111/gcbb.12213

10.1071/SR02064

10.1007/s11356-016-6336-7

FAO, 2014, Agriculture, Forestry and Other Land Use Emissions by Sources and Removals by Sinks

10.1016/j.soilbio.2011.11.016

10.1126/science.1136674

10.1071/WF09135

10.1111/ejss.12097

10.1021/es203984k

10.1038/22094

10.1073/pnas.170278997

10.1890/0012-9658(1999)080[1150:TMAORR]2.0.CO;2

10.1016/j.soilbio.2010.10.007

IPCC, 2007, Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 19

IPCC, 2013, Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 3

10.1016/j.agee.2011.08.015

10.1016/j.soilbio.2011.04.018

10.1016/j.agee.2010.12.005

10.1016/j.soilbio.2008.10.016

10.2134/agronj2007.0161

10.1002/bbb.169

Lal R, 1999, World soils and greenhouse effect, IGBP Global Change Newsletter, 37, 4

10.1890/1540-9295(2007)5[381:BITB]2.0.CO;2

10.1038/447143a

10.1201/9781420017113.ch36

10.1111/j.1461-0248.2009.01351.x

10.1111/gcbb.12265

10.1002/jpln.201400058

10.1016/j.agee.2010.12.010

10.1890/04-1724

10.1111/j.1365-2486.2009.02044.x

10.1038/442624a

10.1111/j.1365-2486.2005.01040.x

10.1016/S0038-0717(02)00168-2

10.1016/S0169-5347(01)02235-2

10.1016/j.scitotenv.2014.03.141

10.1007/s00128-007-9177-8

10.1016/j.geoderma.2009.10.014

10.1111/j.1365-2486.2003.00717.x

10.1034/j.1600-0706.2000.890203.x

10.1038/srep16773

R Core Team(2015)R: a language and environment for statistical computing.R Foundation for Statistical Computing Vienna Austria. Available at:https://www.R-project.org/(accessed 6 November 2015).

10.1007/s00374-013-0850-2

10.2136/sssaj2010.0270

Rosenberg MS, 1997, Metawin: Statistical Software for Meta‐Analysis with Resampling Tests

10.1111/j.0014-3820.2005.tb01004.x

10.1016/j.soilbio.2007.08.020

10.1007/s11104-011-0759-1

10.1029/2002GB001939

10.1098/rstb.2007.2184

10.1016/j.soilbio.2010.09.013

SpokasKA(2010)Observed ethylene production from biochar additions. Available at:http://www.biorenew.iastate.edu/fileadmin/www.biorenew.iastate.edu/biochar2010/Presentations/Spokas.pdf(accessed 16 December 2012).

10.1111/gcbb.12005

Spokas KA, 2009, Impacts of sixteen different biochars on soil greenhouse gas production, Annals of Environmental Science, 3, 179

10.1016/j.chemosphere.2009.06.053

10.1002/jpln.200625199

10.1111/gcbb.12001

10.1080/00380768.2014.885386

10.2134/jeq2010.0419

10.1038/nature16946

Van Zwieten L, 2009, Biochar and Emissions of Non‐CO2 Greenhouse Gases from Soil. Science and Technology

10.1071/SR10004

10.1007/s00374-011-0595-8

10.1007/s11104-012-1250-3

10.1126/science.1154960

10.1038/ncomms1053

10.1021/es5021058

10.1007/s11368-015-1242-z

10.1007/s11356-014-3820-9

10.1111/j.1747-0765.2007.00123.x

10.1007/s00374-012-0703-4

10.1016/j.agee.2010.09.003

10.1016/j.fcr.2011.11.020

10.1007/s11104-011-0957-x

10.2134/jeq2012.0019

10.1111/gcb.12490

10.1016/j.soilbio.2011.02.005

Thông tin
Thông tin xuất bản

GCB Bioenergy

Tập 9 Số 4

743-755

Thông tin tác giả