Смешанные покровные культуры улавливают углерод в почве и могут помочь смягчить изменение климата
Не все покровные культуры одинаково эффективны для увеличения содержания углерода в почве, как показало новое исследование.
Работа, проведенная учеными из Университета Пенсильвании, Клемсона и Корнелла, может указать пути для секвестрации большего количества углерода в сельскохозяйственных почвах. Эти почвы занимают около трети мировой суши и являются крупнейшим резервуаром углерода на Земле.
Почвы способны с помощью растений и микробов извлекать углерод из атмосферы и удерживать его в земле, смягчая изменение климата. При этом почвенный углерод критически важен для роста растений, так как способствует созданию более здоровых и плодородных почв.
Методология исследования
Ученые отобрали пробы почвы под монокультурами покровных культур трех функциональных типов:
- бобовая культура (клевер малиновый),
- злаковая культура (тритикале, гибрид пшеницы и ржи),
- капустная культура (рапс), а также под смесью этих трех видов. Эксперимент проводился на исследовательской станции Рассела Э. Ларсона в Пенсильвании.
Исследователи измерили два типа почвенного углерода:
- Партикулярное органическое вещество (particulate organic matter) — углерод, поступающий в основном из растительного материала, который разлагается на мелкие частицы. Это относительно недолговечная форма почвенного углерода, разлагаемая микробами за несколько лет.
- Минерал-ассоциированное органическое вещество (mineral-associated organic matter) — углерод, который физически или химически связывается с минералами почвы. Это более устойчивая форма, которая может сохраняться в почве десятилетиями или даже веками.
Ключевые результаты
- Содержание органического углерода в почве было выше на всех участках с покровными культурами по сравнению с контрольными участками под паром.
- По сравнению с бобовыми, почвы под монокультурами злаков и капустных имели более высокую долю растительного углерода в партикулярном органическом веществе.
- Почвы под бобовыми культурами показали большее накопление микробного углерода в минерал-ассоциированном органическом веществе.
- Смесь покровных культур привела к более высокой концентрации растительных соединений в партикулярном органическом веществе.
Значение исследования
Исследование впервые показало, что разные виды растений создают разные типы углерода в почве, которые, вероятно, имеют разную продолжительность жизни. Это открытие углубляет фундаментальное понимание управления глобальным углеродным циклом.
Выводы демонстрируют, что включение разнообразия культур на фермах является ключом к увеличению как краткосрочного, так и долгосрочного почвенного углерода. Это помогает создавать благоприятные для климата и плодородные почвы, находя баланс между поддержкой роста растений в краткосрочной перспективе и долгосрочным связыванием углерода.