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Artigo

Effect of nitrification inhibitors on N2O emissions after cattle slurry application

Resumo

O uso do dejeto líquido bovino (DLB) demonstrou ser uma medida eficiente para reduzir as perdas de amônia (NH3) dos solos, mas também pode aumentar significativamente as emissões de óxido nitroso (N2O), que podem dominar a liberação total de gases de efeito estufa (GEE) na produção de silagem de milho (Zea mays L.). Os inibidores de nitrificação (NIs) são conhecidos por seu potencial de mitigar o N2O. Portanto, testamos o efeito dos inibidores de nitrificação adicionados ao esterco bovino antes do DLB nos fluxos de N2O de um Luvisol Haplic sob silagem de milho no sudoeste da Alemanha. Determinamos os fluxos de N2O pelo menos uma vez por semana, com o método de câmara fechada, durante dois anos inteiros. Os NIs diferem em seu comportamento químico e físico e, portanto, testamos uma variedade de NIs disponíveis comercialmente: Fosfato de 3,4-dimetilpirazol, ácido succínico de 3,4-dimetilpirazol, uma mistura de ambos, nitrapirina, dicianodiamida e 1,2,4 triazol e 3-metilpirazol. Embora não seja significativo, os tratamentos DLB com NI apresentaram emissões médias anuais de N2O mais baixas do que o tratamento DLB sem NI no primeiro ano. A redução da emissão por NI de 46% no segundo ano foi estatisticamente significativa. Em ambos os anos, não encontramos nenhuma diferença na liberação de N2O, no rendimento da cultura ou na remoção de nitrogênio entre os diferentes tratamentos de NI. No primeiro ano, que foi extraordinariamente seco e quente, os fatores de emissão (EFs) para todos os tratamentos de DLB foram de 4 a 8 vezes maiores do que o EF padrão do IPCC. Mesmo no segundo ano, apenas três tratamentos de NI alcançaram EFs dentro da faixa fornecida pelo IPCC. O N2O direto foi responsável por 81 a 91% da emissão total de GEE. A emissão de GEE relacionada à área e à produtividade da aplicação a lanço com incorporação subsequente esteve, em ambos os anos, na classe estatística de menor emissão. Em contraste, o INJ com NIs apresentou emissões de GEE semelhantes em apenas um ano e, consequentemente, a incorporação foi considerada a prática de gerenciamento ideal para os criadores de gado em nossa região de estudo.



Abstract

Cattle slurry injection (INJ) has shown to be an efficient measure to reduce ammonia (NH3) losses from soils but it might also significantly increase nitrous oxide (N2O) emissions, which can dominate the total greenhouse gas (GHG) release in silage maize production (Zea mays L.). Nitrification inhibitors (NIs) are known for their potential to mitigate N2O. Therefore, we tested the effect of NIs added to cattle slurry before INJ on N2O fluxes from a Haplic Luvisol under silage maize in southwest Germany. We determined N2O fluxes at least weekly, with the closed chamber method over two full years. NIs differ in their chemical and physical behavior and we therefore tested a range of commercially available NIs: 3,4-dimethylpyrazole phosphate, 3,4-dimethylpyrazol succinic acid, a mixture of both, nitrapyrin, dicyandiamide, and 1,2,4 triazol and 3-methylpyrazol. Although not significant, INJ treatments with NI showed lower mean annual N2O emissions than the INJ treatment without NI in the 1st year. The emission reduction by NI of 46% in the 2nd year was statistically significant. In both years, we did not find any difference in N2O release, crop yield, or nitrogen removal between the different NI treatments. In the 1st year, which was extraordinary dry and warm, emission factors (EFs) for all INJ treatments were 4 to 8-fold higher than default EF from the IPCC. Even in the 2nd year, only three NI treatments reached EFs within the range provided by the IPCC. Direct N2O accounted for between 81 and 91% of the total GHG emission. Area- and yield-related GHG emission of the broadcast application with subsequent incorporation was in both years in the statistical class with lowest emission. In contrast, INJ with NIs showed similar GHG emissions in only one year, and consequently, incorporation was found to be the optimum management practice for livestock farmers in our study region.


C. Herr
T. Mannheim
T. Müller
R. Ruser

2020 - Agronomy

Palavras-chave:

Fosfato de 3,4-dimetilpirazol, ácido succínico de 3,4-dimetilpirazol, nitrapirina, dicianodiamida, 1,2,3 triazol, 3-metilpirazol, 3-metilpirazol, fator de emissão de N2O, emissão de gás de efeito estufa

Termos de indexação:

Dejeto líquido bovino, milho para silagem, manejo do solo, inibidores de nitrificação, adubação nitrogenada, adubação orgânica

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