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Cocco, Elisa (2013) N balance and greenhouse gas emissions (CO2, CH4, N2O) in soil with shallow groundwater. [Tesi di dottorato]

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Abstract (inglese)

The work here presented deals with the effects that N, applied with manure, and the water regimes had in a cropping maize system. The study want to evaluate the N leaching trough groundwater and the potential greenhouse gas emission affecting global warming. Two different water regimes were studied: soil in free drainage conditions with different irrigation levels and two shallow water table conditions.

The study was conducted in the Experimental Farm of Padua University. Continuous maize was cropped in lysimeters fertilized with manure and urea according to the limit imposed by Nitrates Directive and the recent derogation of Directive obtained by Italy. Analysis of crop yield, N leaching and GHGs were done to compute a N balance. GHGs were obtained through direct measurements in the field. The thesis is composed by five chapter.
Chapter 1. is a general introduction to the topics discussed.
Chapter 2, entitled “Interaction between irrigation and N fertilization in an area subject to the Nitrates Directive. Effects on N Balance”, analyzed data come from a five years study conducted in 2006-2010 and aimed to identify the effect of four different irrigation and four N input in N leaching, crop yield and N uptake by crop. In the chapter is processed a simple metamodel able to predict the leaching of nitrogen.
Chapter 3, entitled “N balance and Nitrous Oxide emission in soil subject to derogation from the Nitrates Directive in free drainage and shallow groundwater conditions”. aimed to evaluate the effect of derogation of Nitrates Directive, quantifying the effect of three different N input combined with three water table conditions in two years, 2011 and 2012. The lower N input was the limit for nitrates vulnerable zones (NVZs) and the other two input were relative to the new limits that can be used due to the derogation of Nitrate Directive. We consider a free drainage and two shallow water table conditions. We performed analysis of maize yield, N uptake, N leaching and N2O emissions. .
Chapter 4, entitled “Carbon (CO2 and CH4) emissions from soil with shallow water table and approach to GHGs modeling” we performed analysis of CO2 and CH4 fluxes for the experimental layout described in Chapter 2. The aim was to quantify the emissions as affected by free drainage or shallow water table conditions, considering the N limit imposed in NVZs by Nitrates Directive and by the derogation. Finally a little part was dedicated at an approach in the use of a terrestrial ecosystem model for the simulation of data obtained in chapter 2 and 3.
Chapter 5, is a general conclusion of the work.

Abstract (italiano)

Il lavoro qui presentato focalizza la sua attenzione sugli effetti che concimazioni, eseguite con refluo zootecnico, e differenti regimi idrici possono avere in una coltura di mais. Lo studio ha considerato le potenziali lisciviazioni di azoto verso la falda e l’emissione di gas serra ad effetto climalterante. Sono stati valutati due differenti regimi idrici, il primo ha previsto l’applicazione di quattro diversi livelli irrigui su suolo a drenaggio libero, il secondo ha comparato l’effetto di un suolo a drenaggio libero con quello di due suoli con falda superficiale controllata.

Lo studio è stato condotto presso l’azienda agraria sperimentale dell’Università di Padova. Un sito costituito da lisimetri interrati è stato coltivato con mais e fertilizzato con liquame ed urea secondo i limiti previsti dalla direttiva nitrati per zone vulnerabili e dalla recente deroga della direttiva, ottenuta dall’Italia. È stata determinata la produzione del mais, la lisciviazione di azoto e all’emissione di gas serra. I gas serra sono stati monitorati tramite misure in campo. La tesi si compone di cinque capitoli.
Capitolo 1, è un introduzione generale ai temi trattati.
Capitolo 2, intitolato “Interaction between irrigation and N fertilization in an area subject to the Nitrates Directive. Effects on N Balance” . Sono stati analizzati i dati provenienti da un quinquennio di mais in monosuccessione (2006-2010). Si è voluto verificare l’effetto dell’interazione tra quattro differenti regimi irrigui e quattro livelli di fertilizzazione azotata sul rendimento colturale, l’asportazione di azoto da parte della coltura e sulla lisciviazione dell’azoto. È stato poi elaborato un semplice metamodello capace di predire la lisciviazione dell’azoto.
Capitolo 3, intitolato “N balance and Nitrous Oxide emission in soil subject to derogation from the Nitrates Directive in free drainage and shallow groundwater conditions”. Ha valutato l’effetto di tre diversi input azotati combinati con tre situazioni di falda, in due anni, nel 2011 e nel 2012. Il primo input azotato utilizzato è stato il limite della direttiva nitrati per zone vulnerabili, il secondo ed il terzo sono stati i nuovi limiti applicabili grazie alla deroga della direttiva nitrati. Si è considerato un suolo in drenaggio libero o soggetto a due falde superficiali. È stato analizzato il rendimento del mais, l’azoto asportato dalla coltura, l’azoto lisciviato e l’emissione di N2O del suolo. L’obiettivo è stato quello di valutare gli effetti dell’applicazione della deroga della direttiva nitrati.
Capitolo 4, intitolato “Carbon (CO2 and CH4) emissions from soil with shallow water table and approach to GHGs modeling”. Sono stati considerati i flussi di CO2 e di CH4 dal sito sperimentale precedentemente descritto del capitolo 3. Infine un’ultima breve parte riguarda l’utilizzo di un modello di simulazione per verificare differenze o somiglianze con i dati reali ottenuti in capitolo 3 e 4.
Capitolo 5, riguarda le conclusioni generali sul lavoro svolto.

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Tipo di EPrint:Tesi di dottorato
Relatore:Berti, Antonio
Correlatore: ,
Dottorato (corsi e scuole):Ciclo 25 > Scuole 25 > SCIENZE DELLE PRODUZIONI VEGETALI > AGRONOMIA AMBIENTALE
Data di deposito della tesi:24 Gennaio 2013
Anno di Pubblicazione:24 Gennaio 2013
Informazioni aggiuntive:
Parole chiave (italiano / inglese):Nitrates Directive; shallow groundwater; Greenhouse gas emissions (GHGs); Denitrification; nitrates pollution; maize crop
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 07 - Scienze agrarie e veterinarie > AGR/02 Agronomia e coltivazioni erbacee
Struttura di riferimento:Dipartimenti > Dipartimento di Agronomia Animali Alimenti Risorse Naturali e Ambiente
Codice ID:5469
Depositato il:28 Ott 2013 10:36
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