Ученые раскрыли механизм улучшения почвы

Уровень углекислого газа в атмосфере за последние десятилетия увеличился, поэтому все острее встает вопрос о поиске стратегий по удержанию углерода в почве.

Исследователи из Университета штата Канзас установили, как различные методы ведения сельского хозяйства могут влиять на количество углерода, которое накапливается в почве. Для этого они проанализировали почву с кукурузного поля в Канзасе, которое обрабатывалось без пахоты в течение последних 22 лет.

В течение этого времени на ферме применялись различные почвенные агротехники, в том числе внесение химических удобрений, удобрение навозом/компостом, отказ от использования удобрений.

Цель исследований заключалась в изучении механизмов, лежащих в основе увеличения накопления углерода в почве, при использовании определенных методов управления. При этом рассматривали не только углерод, но и другие почвенные элементы, которые могут способствовать накоплению углерода.

В ходе исследований было показано что почва, обогащенная (обработанная) навозом или компостными удобрениями, сохраняет больше углерода, чем почва, в которую вносили химические удобрения или не вносили никаких удобрений. Сверхъяркое синхротронное излучение позволило ученым увидеть, как сохраняется углерод, а именно в порах, а также посредством прикрепления к почвенным минералам.

Также было показано, что почва, обработанная навозом или компостом, содержит больше микробного углерода, что свидетельствует о том, что внесение органики способствует накоплению микроорганизмов и их деятельности в почве. Ученые обнаружили в почве особые минералы, свидетельствующие, что обработка способствует активным химическим и биологическим процессам.

Результаты исследования — это первое прямое доказательство механизмов, с помощью которых внесение органических удобрений улучшает здоровье и качество почвы, микробное разнообразие и связывание углерода.

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

Подобные исследования помогут перейти к более устойчивым, более регенеративным методам ведения сельского хозяйства, которые будут защищать почву и окружающую среду, а также помогут прокормить растущее население планеты.

На здоровье и качество почвы влияет присутствие в ней почвенных фитопатогенов — грибов и нематод. В научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») проводят изучение карантинных и особо опасных грибов и нематод присутствующих в почве, а также разработку методов их диагностики. Разработанные в рамках научных исследований методические рекомендации по выявлению и идентификации вредных организмов используют аккредитованные лаборатории Россельхознадзора при карантинных фитосанитарных исследованиях.

Источник: Pavithra S. Pitumpe Arachchige et al, Direct evidence on the impact of organic amendments on carbon stabilization in soil microaggregates, Soil Science Society of America Journal (2024). DOI: 10.1002/saj2.20701