SOS Aquae: Viljelyrivien ja tippulinjan välisen etäisyyden sovittaminen maanalaisessa tippukastelussa lisää satoa ja vähentää N2O-päästöjä

Intensiivinen kastelu ja typpilannoitus (N) liittyvät usein typpilannoitteiden heikkoon hyötysuhteeseen sekä kasvihuonekaasu typpioksidin (N₂O) suuriin päästöihin. Tehokkaat kastelujärjestelmät (esim. maanalaista tippukastelua [SDI]) yhdistettynä typpilannoitukseen suorakylvöjärjestelmässä voivat parantaa typen käyttötehokkuutta ja siten hillitä N2O-päästöjä ilman, että sato pienenee. Viljelykasvin tyyppi ja SDI-järjestelmän asetukset (sekä hallinta), kuten tippulinjojen väli, voivat kuitenkin määrittää SDI:n agronomisen ja ympäristöllisen suorituskyvyn. Tässä kaksivuotisessa maissia (Zea mays L.) ja soijapapua (Glycine max [L.] Merr.) viljelykierrossa, jossa sovellettiin konservatiivista maataloutta (suorakylvö ja peitekasvit), tutkittiin kolmen eri kastelu- ja lannoitusjärjestelmän (SDI kapealla tippulinjan välimatkalla (70 cm) + lannoitus ammoniumsulfaatilla, SDI, jossa kasteluputkien väli on suuri (140 cm) + lannoitus ammoniumsulfaatilla sekä sprinklerikastelu [SPR] + rakeisen urean levitys) satoon, typpilannoitteen hyötysuhteeseen ja N2O-päästöihin hienorakeisessa maaperässä. Oletuksemme oli, että SDI-järjestelmät (erityisesti kapealla tippulinjan välimatkalla) lisäisivät satoa ja vähentäisivät N2O-päästöjä verrattuna SPR-kasteluun, erityisesti maissin osalta sen suuremman vesi- ja ravinnetarpeen vuoksi. Havaitsimme, että SDI-kastelu lisäsi maissin satoa (+31 %) ja typpilannoitteen hyötysuhdetta (+43–71 %). Nämä myönteiset tulokset havaittiin vain kuivempana vuonna, jolloin kastelu kattoi noin 80 % maissin vedentarpeesta. Kapeampi tipputusletkun väli vähensi N2O-päästöjä verrattuna sprinklerikasteluun (44 %) ja leveämpään väliin (36 %), mikä johtui typen tasaisemmasta jakautumisesta maaperässä sekä alhaisemmasta maaperän kosteuspitoisuudesta. Kastelujärjestelmät eivät vaikuttaneet soijapavun satoon tai typen käyttötehokkuuteen. Havaitsimme myös, että SPR-kastelu nopeutti peitekasvien jäännösten hajoamista, mikä edisti hiilen ja typen vapautumista maaperään ja lisäsi N2O-päästöjä. Kaiken kaikkiaan tutkimuksemme tarjoaa tärkeitä näkemyksiä keskeisistä hoitopäätöksistä, jotka määrittävät uusien kastelujärjestelmien kestävyyttä; erityisesti maissin viljelyssä tulisi edistää SDI-menetelmää, jossa tippulinjojen väli on 70 cm, tuottavuuden lisäämiseksi ja N2O-päästöjen vähentämiseksi hienorakeisissa maaperissä.