Hướng tới đánh giá nông học về phát thải N2O: một nghiên cứu điển hình cho các loại cây trồng lương thực
Tóm tắt
Đất nông nghiệp là nguồn phát thải khí nitơ oxit (N2O) chủ yếu do con người gây ra, phần lớn là do việc sử dụng phân bón chứa nitơ (N). Thông thường, việc phát thải N2O được thể hiện như một hàm số của tỷ lệ ứng dụng N. Điều này gợi ý rằng, việc áp dụng phân bón nhỏ hơn luôn dẫn đến việc phát thải N2O nhỏ hơn. Ở đây, chúng tôi lập luận rằng, do nhu cầu toàn cầu đối với các sản phẩm nông nghiệp, điều kiện nông học nên được đưa vào xem xét khi đánh giá phát thải N2O. Việc thể hiện phát thải N2O liên quan đến năng suất cây trồng (được thể hiện dưới dạng lượng N hấp thụ trên mặt đất: ‘phát thải N2O theo năng suất’) có thể thể hiện hiệu quả N2O của một hệ thống canh tác. Chúng tôi cho thấy cách mà các mối quan hệ thông thường giữa tỷ lệ ứng dụng N, N hấp thụ và phát thải N2O có thể dẫn đến phát thải N2O theo năng suất tối thiểu ở các tỷ lệ phân N giữa. Những phát hiện chính từ phân tích tổng hợp về phát thải N2O theo năng suất ở các loại cây trồng hàng năm không phải đậu (19 nghiên cứu độc lập và 147 điểm dữ liệu) cho thấy phát thải N2O theo năng suất là nhỏ nhất (8.4 g N2O-N kg−1 N hấp thụ) ở tỷ lệ ứng dụng khoảng 180–190 kg N ha−1 và tăng nhanh chóng sau đó (26.8 g N2O-N kg−1 N hấp thụ ở 301 kg N ha−1). Nếu lượng N dư thừa trên mặt đất bằng hoặc nhỏ hơn không, phát thải N2O theo năng suất vẫn ổn định và tương đối nhỏ. Tại mức dư thừa N 90 kg N ha−1, phát thải theo năng suất tăng gấp ba lần. Hơn nữa, một mối quan hệ tiêu cực giữa hiệu suất sử dụng N và phát thải N2O theo năng suất đã được phát hiện. Do đó, chúng tôi lập luận rằng các phương pháp quản lý nông nghiệp nhằm giảm phát thải N2O nên tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu suất sử dụng phân N ở tỷ lệ đầu vào N trung bình, thay vì chỉ giảm tỷ lệ ứng dụng N.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Barber S.A., 1995, Soil Nutrient Availability: a Mechanistic Approach
Barnard R., 2005, Global change, nitrification, and denitrification: a review, Global Biogeochemical Cycles, 19, 1, 10.1029/2004GB002282
Bouwman A.F., 2002, Emissions of N2O and NO from fertilized fields: summary of available measurement data, Global Biogeochemical Cycles, 16, 6,1
FAOSTAT, 2008, Food and Agricultural Organization Statistics Database
Firestone M.K., 1982, Nitrogen in Agricultural Soils, 289
Granli T., 1994, Nitrous oxide from agriculture, Norwegian Journal of Agricultural Sciences, 12, 1
IFA/FAO, 2008, Global Estimates of Gaseous Emissions of NH3, NO and N2O from Agricultural Land
IPCC, 1995, Climate Change
IPCC, 2001, Climate Change 2001. The Scientific Basis
IPCC, 2006, Agriculture, Forestry and Other Land Use
IPCC, 2007, Climate Change 2007: The Physical Science Basis
Rosenberg M.S., 2000, MetaWin—Statistical Software for Meta‐Analysis, Version 2
Snyder C.S., 2007, Greenhouse Gas Emissions from Cropping Systems and the Influence of Fertilizer Management—A Literature Review