Фото: SuperAgronom.com
Засеянное поле
Профессор Университета штата Мичиган, что работает на кафедре исследований растений, почв и микробов, Александра Кравченко и несколько ее коллег открыли новый механизм накопления углерода в почвах. Результаты ее исследований опубликованы в научном журнале Nature Communications.
Считается, что увеличение способности почвы до вывода углерода из атмосферы является одним из наиболее действенных методов борьбы с глобальным потеплением. Применения секвестрации углерода в почве, а также другие методы улучшения качества почв (такие как уменьшение разрушения структуры почвы, выращивания покровных культур, разнообразия севооборота) считаются общепринятыми подходами, несмотря на недостаток научного обоснования их эффективности. В этом новом исследовании показана важность структуры пор почвы для стимулирования накопления и сохранения почвенного углерода, что позволяет нам узнать подробнее о углеродный цикл при участии микроорганизмов.
В соответствии с традиционным подходом, насыщению почвы углеродом способствовало выращивания растений, которые оставляют больше биомассы: как корней, так и для разложения остатков на поверхности. Однако, в этом исследовании было установлено, что содержание углерода является результатом образования почвенными микробами органических составляющих, которые позже абсорбируются в грунтовые минеральные частицы. Эти почвенные микробы размножаются в почвенных порах диаметром 30-150 мкм. Разнообразные растительные группировки с корневыми системами, которые отличаются размером и структурой корни, развивают крепкую сеть грунтовых пор, которая идеально подходит для хранения и защиты углерода.
Эксперимент заключался в повторяющемся полевом исследовании пяти посевных систем с помощью компьютерной рентгеновской мікротомографії и мікромасштабного ферментативного картографирования. Мікротомографія — это процесс визуализации, который использует рентгеновские лучи для создания поперечных срезов объекта, а затем воссоздает виртуальную 3D-модель точно так же, как медицинская компьютерная томография. Мікромасштабне ферментативное картографирование — это процесс визуализации, который показывает микробиологическую активность в почве. Наложения этих изображений друг на друга, позволило выявить структуру почвенных пор, которые влияют на микробную активность и сохранение углерода в этих системах. Эта визуализация также освещает то, как растительное разнообразие влияет на развитие почвенных пор, которые способствуют большему накоплению углерода.