Miten maaperän hiilivarastoa parhaiten kartutetaan

Kun on käynyt selväksi, että maaperä on mahdollisesti suurin geosfäärin aktiivinen orgaanisen hiilen varasto, mutta miten kartuttaa sitä, kun tiedetään, että kylmä ilmanala parhaiten vaikuttaa maaperähiilen säilymiseen ja karttumiseen.

Nyt on kuitenkin ilmasto lämmennyt noin 1 °C:lla pienestä jääkaudesta noustessa, joten korkeampi lämpötila on myös nostanut maaperähiiltä ilmakehään.

Maaperähiilen pysymiseen maaperässä vaikuttaa myöskin hallinto, viljelykäytännöt, kuinka paljon kasvijätettä jää maaperään ja maalaji. Savimailla hiili on pysyvämmässä muodossa jne.

”Orgaaninen aine muuttuu muodosta toiseen, kun se hajoaa ja kiertää erilaisiksi maaperän orgaanisiksi jakeiksi (kuva mukautettu Minnesotan yliopiston laajennusjulkaisusta WW-07402)”

Humusta kertyy hitaasti, jokunen prosentti lahoavasta kasvimassasta päätyy humukseksi. Suurin osa kasvimassasta päätyy lahoamisen kautta hiilidioksidina ilmakehään.

Valitettavasti humuksen eroosio on kerryttämistä nopeampaa.

”Kuva 5 Maaperätyypin, ilmaston ja hoitotekijöiden vaikutus maaperän orgaanisen aineksen säilymiseen maaperässä (Lähde: Ingram & Fernandes 2001)”

Suomen kylmässä ilmanalassa pitäisi kaikilla mittareilla mitattuna maaperähiilen pysyä maaperässä ja voitavan kerryttää sitä entisestään, ainakin kivennäismailla.

”Maaperähiilen varastointi on tärkeä ekosysteemipalvelu, joka syntyy ekologisten prosessien vuorovaikutuksesta. Näihin prosesseihin vaikuttava ihmisen toiminta voi johtaa hiilen häviämiseen tai parempaan varastointiin.”

EDIT: Blogin aiheeseen liittyen keskustelu kääntyi kommenteissa karjankasvatukseen ja metaaniin.

No on monessa yhteydessä tullut esille, että laidunnus ja niityt ovat maaperälle ja ilmastolle eduksi. Niityt sitovat hiiltä maaperään ja laidunkierto lisää maaperän luontaista hiilensidontaa, jonka lisäksi pienentää maaperän metaani- ja typpioksidipäästöjä 50 %.

Maaperähiilellä on lisäksi maan tuottavuuteen positiivisia vaikutuksia, lisäksi vaikutusta vesistöjen puhtauteen ja maaperän vedenpidätyskykyä edistävästi.

Luetteloa hiilen positiivisesta vaikutuksesta voisi jatkaa.

Mutta sitten vedetään esiin märehtijöiden metaanipäästöt, ikäänkuin sillä voisi kumota kaiken edellä esitetyn, metaanin lämmitysvaikutusta korostaen.

Ensinnäkin metaanin ilmaston lämmitysvaikutusta on liioiteltu (Allen et al.) ja toiseksi märehtijöiden metaanipäästöjä voidaan ruokinnan avulla vähentää, lisäämällä tanniinipitoista rehua märehtijöiden ruokavalioon. Paju on yksi tällainen kotimainen kasvi, joka sisältää tanniinia ja jota laiduntavat eläimet mielellään syövät. Lisäksi on olemassa tanniinipitoisia palkokasveja, joista voidaan tehdä rehua, jota annostellaan eläinten talviruokinnassa.

”When looking at grazing systems, it is important to look at the field level to the effect of grazing systems on the content and quality of humic substances in soils in different soil and climatic conditions. It is also important not only to look at the field level, but also at the farm level, since animals are involved in grazing. When looking at the greenhouse gas balance at farm level, animals contribute to greenhouse gas emissions via emitting CH4 from rumen fermentation and by emitting CH4 and N2O from manure. The manure from the animals will also lead to increased grassland yields thereby contributing to enhanced storage of soil C.”

https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/fg_grazing_for_carbon_starting_paper_final.pdf

”Syftet med denna studie var att undersöka tropiska baljväxter med högt tannininnehåll som ett potentiellt fodertillskott för idisslare genom in vitroförsök. Tanninrika baljväxter binder protein i våmmen, vilket ökar andelen bypass protein, samt reducerar metanproduktionen. Tillsats av nitrat reducerar metanproduktionen ytterligare samtidigt som andelen tillgängligt kväve ökar. Fyra baljväxter; Acacia mangium, Flemingia macrophylla, Leucaena leucocephala och Stylosanthes guianensis undersöktes tillsammans med en välstuderad tanninrik törelväxt; Manihot esculenta Crantz (Cassava) som referens. Baljväxterna torkades med fyra olika metoder; soltorkning, värmetorkning i ugn, frystorkning och torkning i rumstemperatur. Frystorkning gav signifikant (P<0,05) högre metangasproduktion än de andra torkmetoderna. Acacia mangium och Flemingia macrophylla producerade en signifikant (P<0,05) mindre mängd metan. Ingen signifikant skillnad kunde hittas i metanproduktion med eller utan tillsatts av kalciumnitrat till baljväxterna. Acacia mangium och Flemingia macrophylla torkade i sol, ugn eller rumstemperatur är potentiella fodertillskott för idisslare med egenskaperna att både minska metanproduktion i våmmen och öka andelen bypass protein i fodret.”

”Abstract

In developing countries such as Vietnam the population consumes more animal products for example milk and meat than before which requires greater livestock production. Ruminants contributes to more methane emission which creates a dilemma between food production and its environmental impact. By feeding ruminants with nutritive crops which humans can not assimilate the animal performance will increase in terms of better growth and milk production without inpinging on food that can be consumed directly by humans. Increasing animal performance reduces methane emission in terms of amount of methane in kg-1 milk and meat which today is much greater in developing countries than developed countries. The aim of the study was to investigate tropical tannin-rich legumes for their potential as a feed supplement for ruminants made in vitro. Tannin-rich legumes binds protein in the rumen, which increase the proportion of bypass protein in the feed, and reduces enteric methane emission. Addition of nitrate further reduces methane emission and available nitrogen increases. Four legumes; Acacia mangium, Flemingia macrophylla, Leucaena leucocephala and Stylosanthes guianensis was studied together with a well-studied tannin-rich euphorbiaceae; Manihot esculenta Crantz (Cassava) as a reference. Four different drying methods were used; sundried, dried in heat, freeze-dried and dried in room temperature. Freeze-drying showed significantly (P<0.05) higher production of methane than the other three methods. Acacia mangium and Flemingia macrophylla produced significantly (P<0.05) less amount of methane. No significant difference could be found on methane production with or without addition of calcium nitrate to the foliage. Acacia mangium and Flemingia macrophylla dried in the sun, dried in room temperature or heat-dried in oven are possible feed supplement for ruminants with the properties of both mitigating enteric methane and enhancing the amount of bypass protein in the feed.”

https://stud.epsilon.slu.se/6411/1/winding_s_140211.pdf