Как почва с органическими удобрениями сохраняет больше углерода

Ответить на вопрос помогли современные технологии.

Поскольку за последние десятилетия уровень углекислого газа в атмосфере увеличился, становится все более актуальным поиск стратегий улавливания и удержания углерода, и органические удобрения могут сыграть в этом свою роль.

Исследователи из Университета штата Канзас (K-State) изучают, как различные методы ведения сельского хозяйства могут влиять на количество углерода, которое хранится в почве. Используя такие технологии, как Канадский источник света (Canadian Light Source — CLS) в Университете Саскачевана (USask) и Усовершенствованный источник света в Беркли, Калифорния, они проанализировали почву с кукурузного поля в Канзасе, которое оставалось без обработки в течение последних 22 лет, сообщает Роуэн Холлингер в релизе Canadian Light Source.

В течение указанного времени ферма использовала различные методы управления азотом почвы, включая отсутствие удобрений, химические удобрения и удобрения навозом/компостом. Результаты опубликованы в журнале Soil Science Society of America Journal.

«Мы пытались понять, какие механизмы стоят за увеличением запасов углерода в почве с использованием определенных методов управления. Мы рассматривали не только углерод в почве, но и другие минералы почвы, которые будут способствовать хранению углерода», — говорит доктор Ганга Хеттиараччи, профессор химии почв и окружающей среды в Университете штата Канзас.

Как и было ранее показано в других научных работах, исследователи обнаружили, что почва, улучшенная (обработанная) навозом или компостным удобрением, хранит больше углерода, чем та, что получала почва химические удобрения или не получала их вообще. Но что еще более захватывающе, говорит Хеттиараччи, сверхъяркий синхротронный свет позволил им увидеть, как хранится углерод: они обнаружили, что он сохраняется в порах, а часть углерода прикрепляется к минералам в почве.

Команда также обнаружила, что почва, обработанная навозом или компостом, содержала больше микробного углерода, и это указывает, что органические удобрения поддерживают больше микроорганизмов и их деятельность в почве. Кроме того, ученые идентифицировали особые минералы в почве, что, по словам Хеттиараччи, свидетельствует о том, что органическая подкормка способствует активным химическим и биологическим процессам.

«Насколько мне известно, это первое прямое доказательство механизмов, посредством которых органические добавки улучшают здоровье почвы, микробное разнообразие и связывание углерода», — сказа он.

Поскольку синхротронная съемка является неразрушающей, ученые смогли наблюдать за тем, что происходит в почвенных агрегатах (комках), не разрушая почву; по сути, они наблюдали за химией углерода в его естественном состоянии.

«В совокупности такие исследования помогут нам перейти к более устойчивым, более восстанавливающим методам ведения сельского хозяйства, которые защитят наши почвы и окружающую среду, а также помогут прокормить растущее население. Кроме того, понимание роли различных минералов, химикатов и микробов поможет улучшить модели для прогнозирования того, как различные методы ведения сельского хозяйства влияют на хранение углерода в почве», — подчеркнул Хеттиараччи.