Структура пор ґрунту є ключовою для накопичення та збереження вуглецю — дослідження

Професор Університету штату Мічиган, що працює на кафедрі досліджень рослин, ґрунтів та мікробів, Олександра Кравченко та декілька її колег відкрили новий механізм накопичення вуглецю у ґрунтах. Результати її досліджень опубліковані у науковому журналі Nature Communications.

Вважається, що збільшення здатності ґрунту до виведення вуглецю з атмосфери є одним із найбільш дієвих методів боротьби з глобальним потеплінням. Застосування секвестрації вуглецю в ґрунті, а також інші методи покращення якості ґрунтів (такі як зменшення руйнування структури ґрунту, вирощування покривних культур, урізноманітнення сівозміни) вважаються загальноприйнятими підходами, незважаючи на нестачу наукового обґрунтування їх ефективності. У цьому новому дослідженні показана важливість структури пор ґрунту для стимулювання накопичення та збереження ґрунтового вуглецю, що дозволяє нам дізнатися детальніше про вуглецевий цикл за участі мікроорганізмів.

Згідно з традиційним підходом, насиченню ґрунту вуглецем сприяло вирощування рослин, які залишають більше біомаси: як коренів, так і залишків для розкладання на поверхні. Однак, у цьому дослідженні було встановлено, що вміст вуглецю є результатом утворення ґрунтовими мікробами органічних складових, які пізніше абсорбуються в ґрунтові мінеральні частинки. Ці ґрунтові мікроби розмножуються в ґрунтових порах діаметром 30-150 мікрометрів. Різноманітні рослинні угрупування з кореневими системами, що відрізняються розміром та структурою коріння, розвивають міцну мережу ґрунтових пор, яка ідеально підходить для зберігання та захисту вуглецю.

Експеримент полягав у повторюваному польовому дослідженні п’яти посівних систем за допомогою комп’ютерної рентгенівської мікротомографії та мікромасштабного ферментативного картографування. Мікротомографія — це процес візуалізації, який використовує рентгенівські промені для створення поперечних зрізів об’єкта, а потім відтворює віртуальну 3D-модель точно так, як медична комп’ютерна томографія. Мікромасштабне ферментативне картографування — це процес візуалізації, який показує мікробіологічну активність у ґрунті. Накладання цих зображень одне на одне, дозволило виявити структуру ґрунтових пор, які впливають на мікробну активність та збереження вуглецю в цих системах. Ця візуалізація також висвітлює те, як рослинна різноманітність впливає на розвиток ґрунтових пор, які сприяють більшому накопиченню вуглецю.