Sự ức chế của acid hippuric và acid benzoic đối với phát thải N2O từ nước tiểu lên đất

Global Change Biology - Tập 15 Số 8 - Trang 2067-2077 - 2009
Janet E. Bertram1, Timothy J. Clough1, Robert R. Sherlock1, Leo M. Condron1, Maureen O’Callaghan2, Naomi S. Wells1, Jessica Louise Ray1
1Agriculture and Life Sciences Division, Lincoln University, PO Box 84, Lincoln, 7647, New Zealand
2Biocontrol, Biosecurity and Bioprocessing Section, AgResearch, Lincoln Research Centre, Private Bag 4749, Christchurch, New Zealand

Tóm tắt

Tóm tắtNồng độ khí nhà kính nitrous oxide (N2O) trong khí quyển đã tiếp tục tăng lên kể từ khi bắt đầu kỷ nguyên công nghiệp, chủ yếu là do sự gia tăng diện tích đất canh tác. Nước tiểu của các loài động vật nhai lại đang chăn thả là nguồn phát thải N2O lớn trên toàn cầu trong lĩnh vực nông nghiệp. Với giai đoạn cam kết đầu tiên về việc giảm phát thải khí nhà kính theo Nghị định thư Kyoto hiện đang được thực hiện, các giải pháp giảm thiểu phát thải N2O từ nước tiểu của động vật nhai lại là rất cần thiết. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng việc tăng nồng độ acid hippuric - một thành phần phụ trong nước tiểu - đã dẫn đến việc giảm phát thải N2O từ một loại đất cát được xử lý bằng nước tiểu bò tổng hợp, do sự giảm thiểu quá trình khử nitrat. Hiệu ứng tương tự cũng được ghi nhận khi sử dụng acid benzoic, sản phẩm của quá trình thủy phân acid hippuric. Thí nghiệm phòng thí nghiệm hiện tại nhằm điều tra những tác động này bằng cách sử dụng nước tiểu bò thực lần đầu tiên. Việc tăng cường nồng độ acid hippuric hoặc acid benzoic trong nước tiểu dẫn đến việc giảm phát thải N2O tới 65% (từ 17% xuống <6% N áp dụng), mà không có sự khác biệt giữa hai phương pháp điều trị acid này. Sự bay hơi amoniac không tăng đáng kể với sự gia tăng nồng độ acid hippuric hoặc acid benzoic trong nước tiểu. Do đó, có sự giảm tổng thể lượng N khí thoát ra từ đất với nồng độ cao hơn của cả acid hippuric và acid benzoic trong nước tiểu. Kết quả cho thấy việc nâng cao nồng độ acid hippuric trong nước tiểu có ảnh hưởng tiêu cực rõ rệt đến cả tỷ lệ nitrification và denitrification cũng như các dòng N2O sau đó. Nghiên cứu này chỉ ra tiềm năng phát triển một chiến lược giảm thiểu mới dựa trên việc điều chỉnh thành phần nước tiểu thông qua chế độ ăn của động vật nhai lại.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Alef K, 1995, Methods in Applied Soil Microbiology and Biochemistry, 228

10.1002/jsfa.2740590316

10.2136/sssaj1989.03615995005300060016x

10.1016/S0168-1605(99)00072-0

Clough TJ, 1998, Proceedings of the Workshop on the Science of Atmospheric Trace Gases, 1998. NIWA Technical Report 15, 45

10.1080/03014223.2001.9517667

Denman KL, 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, 499

10.1111/j.1475-2743.2006.00057.x

10.1017/S0021859600058767

Forster P, 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, 129

10.1016/S0038-0717(03)00186-X

10.1016/B978-0-12-334910-1.50009-1

10.1016/S0065-2113(08)60794-4

10.1016/0960-8524(95)00113-1

Hewitt AE, 1998, New Zealand Soil Classification. Landcare Research Science Series, No. 1

IPCC, 2006, 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 4. Agriculture, Forestry and Other Land Use

10.1016/j.soilbio.2003.10.002

10.1016/j.soilbio.2005.11.030

10.1016/j.soilbio.2005.08.017

Kreula M, 1978, The effect of feeding on the hippuric acid content of cow's urine, Journal of the Scientific Agricultural Society of Finland, 50, 372

Landcare Research NZ Ltd(2008) National Soils Databasehttp://soils.landcareresearch.co.nz/contents/SoilData_NSD_ReportsDeep.aspx?currentPage=SoilData_NSD_ReportsDeep&menuItem=SoilData.

Marwan AG, 1986, Quantitative determination of infinite inhibition concentrations of antimicrobial agents, Applied and Environmental Microbiology, 51, 559, 10.1128/aem.51.3.559-561.1986

Ministry for the Environment New Zealand(2007)New Zealand's Greenhouse Gas Inventory 1990–2005. The National Inventory Report and Common Reporting Format Ministry for the Environment Wellington New Zealand.

10.1007/s11104-006-0056-6

10.1007/BF00009124

10.1007/BF00010793

Mulvaney RL, 1996, Methods of Soil Analysis. Part 3. Chemical Methods

10.1007/s10705-004-7354-2

10.1007/s11104-005-4688-8

10.1021/jf9602838

Rogner H‐H, 2007, Climate Change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 95

10.1023/A:1004799323646

10.1007/BF01052715

Statistics New Zealand(2006) Agricultural Production Statistics (Final) June 2006http://www.stats.govt.nz/NR/rdonlyres/FD1CE3D6‐10AB‐44DD‐9267‐6822AA3D787E/0/agriculturalproductionyejun06hotp.pdf.

10.2136/sssaj1994.03615995005800040015x

Szanyiova M, 1995, Partition of nitrogenous substances in the urine of sheep on different dietary protein intakes, Veterinary Research, 26, 27

Thalmann A, 1968, Zur methodik der bestimmung der dehydrogenaseaktivitat im boden mittels triphenyltetrazoliumchlorid (TTC), Landwirtsch Forsch, 21, 249

10.1016/j.soilbio.2006.02.023

10.1016/0038-0717(87)90052-6

Whitehead DC, 1995, Grassland Nitrogen, 180, 10.1079/9780851989150.0000

10.1016/0038-0717(89)90174-0

10.1002/(SICI)1099-0801(199803/04)12:2<47::AID-BMC717>3.0.CO;2-Y

Thông tin
: []
Thông tin xuất bản

Global Change Biology

Tập 15 Số 8

2067-2077

Thông tin tác giả