Збагачення органікою ґрунтів сільгосппризначення знижує викиди парникових газів

Про це повідомляє Farminguk.com.

Зазначається, що закис азоту приблизно в 300 разів сильніший за CO2 як парниковий газ, і удобрені ґрунти є його основним джерелом.

Цей газ також сприяє руйнуванню озонового шару, а його антропогенні викиди збільшилися на 30% за останні сорок років — в основному через збільшення використання хімічних добрив.

Дослідження, проведене в Rothamsted Research (Інститут дослідження польових культур, Англія), виявило, що орні ґрунти, у які вносяться неорганічні добрива, утримують лише половину азоту порівняно з ґрунтами, в які вносять гній з фермерських господарств, причому втрати відбуваються в основному у вигляді закису азоту.

Отримані дані переконливо свідчать, що це відбувається тому, що вуглець і азот нерозривно пов'язані в ґрунтах — і значно більшою мірою, ніж вважалось раніше.

Попередні дослідження, проведені під керівництвом Rothamsted Research, показали, що вуглець відіграє ключову роль у визначенні самої структури ґрунту, а отже, і в його функціонуванні. Професор Ендрю Ніл виявив, що збільшення органічної речовини в ґрунтах призводить до того, що мікроби виділяють липкі полімери, які утворюють добре пов'язану мережу відносно невеликих пор.

А тепер вони показали, що саме ця структурна особливість ґрунту також визначає долю ґрунтового азоту. Тобто з’ясовано, що те, як органічна речовина впливає на структуру ґрунту, відображається на тому, як азот метаболізується в ґрунті.

«Більше поєднання пор у багатому на вуглець ґрунті дає змогу повітрю циркулювати, а це означає, що мікроби метаболізують азот таким чином, щоб зменшити викиди закису азоту. Це означає, що більш широке застосування органічних речовин в орних системах має потенціал для скорочення викидів закису азоту і внеску сільського господарства в зміну клімату», — зазначає професор Ендрю Ніл.

Зазначається, що до цього часу ця взаємодія між вуглецем та азотом у ґрунтах була недостатньо вивчена.

Використовуючи архівні зразки і нові дані, зібрані під час 179-річного експерименту з пшеницею Бродболк, команда професора Ніла порівняла різноманітні ґрунти. Серед них були ті, що не отримували азотних добрив, такі, в які вносились хімдобрива від 0 до 240 кг/га на рік, і ті, що отримували лише гній із тваринницьких ферм. Також досліджували ґрунт з лісового масиву, створеного в 1882 році, і ґрунт з іншого експерименту під скошеним пасовищем.

Як зазначає видання, після того, як азот потрапляє у ґрунт сільськогосподарських угідь, він зрештою опиняється в одному з трьох місць — або залишається у ґрунті, або поглинається культурами (тобто видаляється під час збирання врожаю), або «втрачається» з системи — наприклад, у вигляді закису азоту або у вигляді нітратів, розчинених у ґрунтових водах.

У ґрунтах з обмеженим надходженням органічних речовин або взагалі без них наявність лише дрібних, погано пов'язаних між собою пор змушує мікробіоту (гриби і бактерії) переходити до так званого аноксичного, або безкисневого, метаболізму. В результаті вони виробляють значно більшу кількість закису азоту, а не біомаси у вигляді білків, що виробляються в аеробних, або насичених киснем, умовах.

Вплив режиму внесення добрив також можна побачити, порівнюючи геноми мікробів при різних способах обробітку ґрунту. Розглядаючи гени ґрунтових мікробів, що беруть участь у метаболізмі азоту, команда виявила дві окремі групи.

Одна була пов'язана з лісовими та луговими ґрунтами і складалася з генів, які допомагають мікробам засвоювати азот як поживну речовину для побудови біомаси. Мікробні геноми з ґрунтів, що отримують гній, були найбільш схожі на це угрупування.

Інший кластер був пов'язаний з низьковуглецевими, неорганічно удобреними ґрунтами, і в основному складався з генів, відповідальних за розщеплення сполук азоту виключно з метою виробництва енергії, що призводить до викидів закису азоту.