Greenhouse gas emission of sugarcane irrigated with treated domestic sewage by subsurface drip in Southeast Brazil 1

• Published in: Irrigation and drainage Vol. 72; no. 4; pp. 1053 - 1065
• Main Authors: Barbosa, Eduardo Augusto Agnellos, Gonçalves, Ivo Zution, dos Santos, Leonardo Nazário Silva, Nazário, Aline Azevedo, Feitosa, Daniel Rodrigues Cavalcante, do Carmo, Janaína Braga, Matsura, Edson Eiji
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 01.10.2023
• ISSN: 1531-0353; 1531-0361
• DOI: 10.1002/ird.2748

Abstract Reducing greenhouse gas emissions, reclaiming water for irrigation, and obtaining high agricultural yields are among the main agricultural challenges; therefore, this study aimed to analyse greenhouse gas emissions, including carbon dioxide, nitrous oxide, and methane emissions, in sugarcane irrigated with treated domestic sewage and with surface water, both with and without nutritional supplementation via fertigation, and in a nonirrigated control. Regarding the nonirrigated control with topdressing fertilization, nitrogen fertilization carried out by sewage or mineral sources decreased N‐N 2 O emissions by nearly 38% and 66%, respectively. C‐CH 4 influx was found in all treatments with a nonsignificant contribution to the total emissions, representing average values between treatments near −54.56 g C‐CH 4 ha −1 . The crop irrigated with treated domestic sewage plus N minerals shows significantly the highest C‐CO 2 equivalent emissions (15.12 Mg CO 2eq ha −1 ), and the treatment irrigated with sewage without N minerals showed the highest relation between the yield of theoretical recoverable sugar and C‐CO 2 equivalent emissions (2.63 Mg recoverable sugar Mg −1 CO 2eq ha −1 ). The treatments using sewage or with surface water irrigation, both fertigated, increased the stalk biomass and sugar yield, with a higher yield of theoretical recoverable sugar. Résumé La réduction des émissions de gaz à effet de serre, la récupération de l'eau pour l'irrigation et l'obtention de rendements agricoles élevés figurent parmi les principaux défis agricoles; par conséquent, cette étude visait à analyser les émissions de gaz à effet de serre, y compris les émissions de dioxyde de carbone, d'oxyde d'azote et de méthane dans la canne à sucre irriguée avec des eaux usées domestiques traitées et des eaux de surface, avec et sans supplémentation nutritionnelle par la fertigation, et dans un contrôle non irrigué. En ce qui concerne la fertilisation non irriguée avec la fumure en surface, la fertilisation azotée réalisée par les eaux usées ou par la source minérale diminue les émissions de N‐N 2 O de près de 38% et 66%, respectivement. Un afflux de C‐CH 4 a été trouvé dans tous les traitements avec une contribution non significative aux émissions totales, représentant des valeurs moyennes entre les traitements proches de − 54,56 g C‐CH 4 ha −1 . La culture irriguée avec des eaux usées domestiques traitées avec N minéral montre significativement les émissions d'équivalents C‐CO 2 les plus élevées (15,12 Mg CO 2eq ha −1 ) et le traitement irrigué avec des eaux usées sans N minéral a montré la relation la plus élevée entre le rendement de sucre récupérable théorique par les émissions d'équivalents C‐CO 2 2 (2,63 Mg de sucre récupérable Mg −1 CO 2eq ha −1 ). Les traitements irrigués avec des eaux usées ou des eaux de surface, tous deux fertilisés, ont augmenté la biomasse des tiges et le rendement en sucre, avec un rendement plus élevé en sucre récupérable théorique.