Suoraan mikrometeorologiseen vuomittausmenetelmään perustuva hiilitase maatalouskäytössä olevilla nurmimailla

Abstract

Modern intensive agriculture is globally the second largest anthropogenic source of carbon emissions into the atmosphere, after industry and fossil fuel combustion, contributing more than 10% to the greenhouse gas emissions. Conventional intensive management practices are the main cause of high emissions from agriculture. Frequent ploughing, monocropping, intensive use of agrochemicals, and deforestation are the main contributors to the loss of soil organic matter and CO2 emissions from land use. At the same time as modern agriculture is being a significant emission source, one of the most potential tools to mitigate climate change is the sequestration of carbon from the atmosphere into the agricultural soils. It is well known that topsoil layer and especially humus-rich mineral soils can store more carbon than atmosphere and vegetation together. Therefore, increasing the amount of SOM in the agroecosystems, by applying enhanced management practices such as reduced tillage, high biodiversity and cover cropping, agricultural soils would not only help to mitigate climate change but also to restore soil quality and fertility. In this study, carbon balance of a grass field located in southern Finland was studied over an 8-month period in 2018. Based on the micrometeorological flux data and biomass measurements, an annual carbon balance was estimated. Even though the growing season was dry, the forage grassland growing on mineral soil was a net carbon sink in 2018 with net carbon sequestration of –39 g C m–2 yr–1. However, the seasonal CO2 fluxes were greatly dependent on weather conditions and management options. Conversely, results from an agricultural peat soil grassland in southern Finland used as a comparison site show that the carbon inputs are not likely to exceed the outputs on peat soils, and therefore, such fields have a high tendency of causing net CO2 emissions into the atmosphere.Moderni intensiivinen maatalous on maailmanlaajuisesti toisiksi suurin ihmisen aiheuttama hiilidioksidipäästöjen lähde heti teollisuuden ja fossiilisten polttoaineiden jälkeen. Maatalous aiheuttaa yli 10% kasvihuonekaasupäästöistä. Pääosin maatalouden korkeat päästöt johtuvat tavanomaisista viljelymenetelmistä, joihin lukeutuvat säännöllinen kyntäminen, monokulttuuri, maatalouskemikaalien intensiivinen käyttö sekä metsien hävittäminen peltomaan tieltä. Nämä toimenpiteet edistävät maan orgaanisen aineen hajoamista aiheuttaen CO2 päästöjä ilmakehään. Samalla, kun moderni maatalous on merkittävä päästölähde, yksi potentiaalisimmista keinoista hillitä ilmastonmuutosta on hiilidioksidin varastoiminen ilmakehästä maatalousmaihin. Maan pintakerros ja erityisesti mineraalimaat, joissa humusta on runsaasti, varastoivat enemmän hiiltä kuin ilmakehä ja kasvillisuus yhteensä. Hiiltä sitovien maatalouskäytäntöjen avulla, kuten kevyemmällä muokkauksella, korkealla monimuotoisuudella ja jatkuvalla maanpeitteisyydellä, voidaan maatalousekosysteemeissä lisätä maan orgaanisen aineen määrää. Näin peltomaat eivät ainoastaan hillitse ilmastonmuutosta, vaan myös palauttavat laatunsa ja tuottavuutensa. Tässä tutkimuksessa Etelä-Suomessa sijaitsevan nurmipellon hiilitasetta tutkittiin kahdeksan kuukauden ajan vuonna 2018. Hiilitase arvioitiin perustuen mikrometeorologisiin vuodatoihin ja biomassamittauksiin. Vaikka kasvukausi oli kuiva, mineraalimaalla kasvava rehunurmipelto oli hiilinielu vuonna 2018. Sen hiilitase oli –39 g C m–2 v–1. CO2-vuot olivat kuitenkin pitkälti riippuvaisia sääolosuhteista sekä pellolla suoritetuista toimenpiteistä. Etelä-Suomessa tutkitulla nurmikasvatuksessa olevalla turvepelto-maalla, jonka tuloksia käytettiin vertailuna, tilanne oli vastakkainen. Hiilen nettositoutuminen ei osoita nettopäästöjen ylitystä turvepelloilla ja siksi ne aiheuttavat lähes poikkeuksetta vuosittain CO2-päästöjä ilmakehään