Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/03194.jsonl.gz/2

Green Rice: Ressourcenschonende Reisproduktion
Ein verringerter Einsatz von Wasser in der Reisproduktion führt in der Regel zu einem Anstieg der Lachgas-Emissionen. Die Erforschung wo und wann Lachgas (N2O) im Bodenprofil entsteht, kann zu einem verbesserten Verständnis des Stickstoffkreislaufs und der Lachgas-Emissionen im Zusammenhang mit dem Wassermanagement beitragen.
Hintergrund (abgeschlossenes Forschungsprojekt)
Die bisherige Forschung hat zwar einen Zusammenhang zwischen oberflächlichen Lachgas-Emissionen und Wassermanagement erkannt, jedoch gibt es nur wenige Studien, die sich mit der Bildung und dem Verbrauch von N2O beschäftigen. Wir wissen zwar, dass sich das Austrocknen auf die Lachgas-Emissionen auswirkt, aber die Emissionsquellen sind noch nicht eingehend erforscht.
Ziel
Die drei wesentlichen Ziele dieses Forschungsprojekts waren:
- herauszufinden, welche Rolle das Wassermanagement bei der Entstehung und beim Verbrauch von N2O im Bodenprofil sowie bei der Lachgas-Emission in alternativen Reisanbausystemen spielt;
- Methoden zur Erklärung von in-situ natürlich vorkommenden N2O-Isotopen zu entwickeln;
- die Eisenreduktion, die Eisen-Stickstoff-Redoxreaktion und die Ammonium-Fixierung im Zusammenhang mit dem Wassermanagement in Reisanbausystemen zu beurteilen.
Resultate
Im Verhältnis zum Nassreisanbau nahmen die Lachgas-Emissionen bei der abwechselnden Flutung und Austrocknung der Felder zu. Die grösste Menge N2O wurde zu Beginn der Anbausaison gebildet und freigesetzt, und zwar in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit von Ammonium (NH4+) in den oberen Bodenschichten. Dabei waren die Bildung von Lachgas im Boden und seine Freisetzung an der Oberfläche weitestgehend unabhängig von der Urea-Düngung. Ausschlaggebend waren eher der Stickstoffgehalt des Bodens oder der Düngemitteleinsatz vor Beginn der Saison. Wie unsere Isotop-Ergebnisse zeigen, entstand das meiste Lachgas durch Denitrifikation oder Nitrifikations-Denitrifikation. Bei allen Bodenbehandlungen wurde – unabhängig vom Wassermanagement – eine hohe Lachgas-Reduktion festgestellt. Die N2-Emissionen bewegten sich zwischen geschätzten 245-333 g N ha-1 d-1.
Bei allen Behandlungsarten stellten wir ein hohes Potenzial für die Ammonium-Fixierung fest. Die Fixierung nahm insgesamt unter anaeroben Bedingungen zu, während die Dynamik von Fixierung und Freisetzung bei der alternierenden Flutung und Austrocknung am stärksten war. Wie es scheint, nahmen die Eisen-Stickstoff-Redoxreaktionen im Nassreisanbau zu, was zu einem Verlust des Ammonium-Düngers in diesen Systemen geführt haben kann.
Bedeutung für die Forschung
Es gibt ein echtes Potenzial für den Einsatz von N2O-Isotopensignaturen bei der Ermittlung des Ursprungs von Lachgas-Emissionen und der Einschätzung von N2-Emissionen.
Die relativ grossen und dynamischen Konzentrationen von fixiertem NH4+ steuern die Verfügbarkeit von NH4+ im Porenwasser. Zukünftige Studien sollten das Ammonium eher als einen dynamischen und weniger als einen statischen Pool betrachten.
Bedeutung für die Praxis
Durch den Einsatz von wassersparenden Praktiken stiegen die Lachgas-Emissionen tendenziell an. Sie waren am stärksten bei trocken ausgebrachtem Saatgut, wenn die Felder abwechselnd geflutet und austrocknet wurden, weniger stark bei der gleichen Bewässerungsart, wenn das Saatgut nass ausgebracht wurde, und am geringsten im konventionellen Nassreisanbau. Möglicherweise kann weniger Stickstoff eingesetzt werden, wenn die vorsaisonale Düngung später stattfindet oder Langzeitdünger eingesetzt werden, sodass weniger Stickstoff verlorengeht. In zukünftigen Studien sollte untersucht werden, ob sich Prozesse wie die Ammonium-Fixierung so beeinflussen lassen, dass den Pflanzen je nach Bedarf ausreichend NH4+ zur Verfügung steht, sodass die N2O-Emissionen vermindert und die Effizienz der Stickstoffdüngung im Anbau verbessert würden.
Originaltitel
Greenhouse gas emissions from paddy rice soils under alternative irrigation management