The Effect of the Nitrification Inhibitor DMPP and Biochar on Soil Nitrous Oxide Fluxes | Nitrifikatsiooni inhibiitori DMPP ja biosöe mõju mulla dilämmastikoksiidi voogudele

Dilämmastikoksiid (N2O) on olulisemate kasvuhoonegaaside hulgas tähtsuselt kolmandal kohal ning kõige suuremate heitkogustega osoonikihti kahjustav aine. Lämmastikväetiste kasutamine põhjustab põllumajanduslikku hajureostust ja N2O emissioone. Saasterisk on eriti kõrge aiandustootmistes, kus vee- ja väetisekasutus on intensiivne ja kontsentreeritud. Käesoleva uurimuse eesmärgiks on analüüsida nitrifikatsiooni inhibiitori DMPP ja biosöe mõju N2O, NH3 ja NO voogudele ja karjamaa raiheina (Lolium perenne) biomassile. Nõukatses lisati lägaga väetatud mullale viie erineva C/N suhtega biosütt ning pooltes katsetingimustes ka nitrifikatsiooni inhibiitorit DMPP. Kasvuhoonegaaside N2O, NH3 ja NO voogusid mõõdeti suletud kambri meetodil. Eksperimendi lõpus karjamaa raihein koristati, kuivatati ja kaaluti. Dispersioonanalüüsi tulemused näitavad, et biosöel on usutav mõju N2O voogudele (F = 2.412, p < .05), kuid mõju puudub NH3 ja NO voogudele. Kumulatiivsete voogude analüüsi tulemusena leiti, et biosöel on usutav mõju kumulatiivsetele N2O voogudele (F = 5.703, p < .01) ning samuti on usutav biosöe ja DMPP koosmõju (F = 4.261, p < .01). Korrelatsioonanalüüsi tulemusena leiti, et N2O vood on seotud mullaniiskusega (r = .24, p < .05). Karjamaa raiheina biomassi mõjutas usutavalt biosöe lisamine (F = 10.655, p < .001), kuid DMPP lisamisel mõju puudus ning samuti puudus biosöe ja DMPP koosmõju taimede biomassile. Biosöe N2O emissioone vähendav mõju on kooskõlas eelnevate uuringutega. N2O voogude positiivne seos mullaniiskusega peegeldab tõenäoliselt kõrgema veega täidetud mullapooride ruumi (WFPS) juures aset leidva denitrifikatsiooni tulemusena suurenenud voogusid. Paljudel juhtudel olid mõõdetud N2O vood negatiivsed, mis viitab dilämmastikoksiidi sidumisele biosöe poolt. Taimede biomassi mõjutas rohkem kasutatud biosöe C/N suhe kui DMPP kasutamine.Variatiivsus taimede tootlikkuses reaktsioonina biosöe kasutamisele on kooskõlas metaanalüüsiga biosöe mõjust taimede kasvule. Käesoleva uuringu tulemused viitavad, et enne biosöe suures mahus kasutusele võtmist N2O voogude vähendamiseks ning saagi suurendamiseks tuleb analüüsida biosöe parameetreid ja määratleda konkreetse biosöe sobivus nende eesmärkide täitmiseks.

English. Nitrous oxide (N2O) is the third most important greenhouse gas and the most actively emitted ozone depleting substance. Use of nitrogen fertilizers causes agricultural diffuse pollution and N2O emissions. The risk of pollution is particularly high in horticultural production systems, where the use of water and fertilizers is intensive and concentrated.The aim of the current study is to analyse the effects of nitrification inhibitor DMPP and biochar on slurry-fertilized soil N2O, NH3 and NO fluxes, and the biomass of ryegrass (Lolium perenne). Five biochars of varying C/N ratio were applied to slurry-fertilized soil in a pot experiment, and in half of the treatments, the soil was also treated with nitrification inhibitor DMPP. The resulting N2O, NH3 and NO fluxes were measured with closed chamber method. At the end of the experiment, ryegrass was cut, dried and its biomass weighted. Results of an ANOVA demonstrate a significant effect of biochar on N2O (F = 2.412, p < .05) but not on NO or NH3 fluxes. Cumulative fluxes were analysed and the effect of biochar was found significant on N2O (F = 5.703, p < .01), and also the interaction between BC and DMPP (F = 4.261, p < .01). In a correlation analysis the N2O fluxes were found to be related to soil moisture (r = .24; p < .05). The ryegrass biomass was significantly affected by addition of biochar (F = 10.655, p < .001), but not by the addition of DMPP, nor was there an interactive effect between biochar and DMPP on plant biomass. Biochar diminishing N2O emissions is consistent with previous research. The positive correlation of N2O fluxes with soil moisture likely reflects dentitrification in case of higher WFPS being the main source of emissions. In numerous cases the N2O fluxes were negative, which indicates nitrous oxide capture by biochar. The resulting plant biomass was more affected by the C/N ratio of biochar than the use of DMPP. Variation in the plant productivity response is in accordance with the results of the meta-analysis of biochars’ effects on plant growth. These results indicate that before supplementing soil on a large scale with biochar to increase yields, the characteristics of the biochar should be analysed and the suitability for such purposes should be determined.

MagistritööAianduse õppekaval