Die globale atmosphärische N2O-Konzentration ist seit der vorindustriellen Zeit um mehr als 23 % gestiegen, von 270 Teilen pro Milliarde (ppb) im Jahr 1750 auf 336 ppb im Jahr 2022. Ungefähr zwei Drittel dieser Emissionen stammen aus mit Stickstoffdünger behandelten Böden und natürlichen Böden. Zu den wichtigsten Faktoren, die die N2O-Emissionen beeinflussen, gehören Klima, Bodeneigenschaften und landwirtschaftliche Praktiken.
Ein Forscherteam verschiedener Institutionen in China und Deutschland hat die hierarchische Struktur dieser Faktoren auf globaler Ebene verfeinert. Ihre Ergebnisse, veröffentlicht In Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaftenliefern neue Erkenntnisse über die Hauptursachen von N2O-Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden.
Das Team führte Korrelations- und Strukturgleichungsmodellanalysen an einem globalen N2O-Emissionsdatensatz durch, um den Einfluss von Klima, Bodeneigenschaften und landwirtschaftlichen Praktiken auf N2O-Emissionen sowohl aus nicht gedüngten als auch aus gedüngten Hochland-Landwirtschaftssystemen zu untersuchen. Zusätzlich führten sie eine Varianzpartitionierungsanalyse durch, um die primären Kontrollfaktoren in verschiedenen Klimazonen zu identifizieren.
Die Studie kam zu dem Schluss, dass klimatische Faktoren wie der mittlere jährliche Niederschlag (MAP) und die mittlere jährliche Lufttemperatur (MAT) die Haupteinflussfaktoren auf die N2O-Emissionen aus nicht gedüngten Bergböden sind.
„Im Gegensatz dazu sind landwirtschaftliche Praktiken auf globaler Ebene die einflussreichsten Faktoren für gedüngte Hochlandböden“, sagte Dr. Li Siqi, einer der korrespondierenden Autoren und Forscher am Institut für Atmosphärenphysik (IAP) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. „Die Schlüsselfaktoren, die die N2O-Emissionsintensität beeinflussen, variieren jedoch unter verschiedenen Klimabedingungen.“
Bei nicht gedüngten Behandlungen trugen die physikalischen Bodeneigenschaften am meisten zur N2O-Emissionsintensität in der subtropischen Monsunzone (23 %) bei, während Klimafaktoren (MAP und MAT) in den gemäßigten kontinentalen (22 %) und Monsunzonen (23 %) dominierten.
Bei der Düngung hatten die physikalischen Bodeneigenschaften den größten Einfluss in der subtropischen Monsunzone (26 %) und der gemäßigten kontinentalen Zone (28 %), während die landwirtschaftlichen Praktiken in der gemäßigten Monsunzone (17 %) den größten Einfluss hatten.
„Unsere Studie weist auch darauf hin, dass geeignete landwirtschaftliche Bewirtschaftungsmethoden, wie etwa eine Reduzierung der Stickstoffdüngermengen in Kombination mit der Zugabe von Nitrifikations- und Ureasehemmern, die N2O-Emissionen in landwirtschaftlichen Bergsystemen potenziell um mehr als 60 % senken können“, sagte Dr. Li Yong, ebenfalls korrespondierender Autor der Studie.
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Wenqian Jiang et al., Verfeinerung der Faktoren, die N2O-Emissionen aus Hochlandböden mit und ohne Stickstoffdüngeranwendung auf globaler Ebene beeinflussen, Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften (2024). DOI: 10.1007/s00376-024-3234-7