Удобрения могут повысить накопление углерода в почве до 28%

Старейший в мире сельскохозяйственный эксперимент, который ведется в британском центре Rothamsted Research уже 180 лет, показал, что длительное внесение азотных и фосфорных удобрений способно значительно увеличить количество углерода, хранящегося в почве. Это открытие может стать важным элементом в борьбе с изменением климата.

Международная группа ученых под руководством Чжэцзянского университета в Китае при участии коллег из Rothamsted и Бангорского университета проанализировала образцы почвы из эксперимента Broadbalk, где с 1843 года непрерывно выращивается озимая пшеница. Оказалось, что на участках, получавших азотные и фосфорные удобрения, содержалось до 28% больше органического углерода, чем на контрольных участках без подкормки.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, объединило методы радиоуглеродного анализа, метагеномики и метаболомики. Это позволило по-новому взглянуть на то, как удобрения влияют на сложные химические и микробные процессы, контролирующие накопление углерода в почве.

«Органический углерод в почве имеет решающее значение для регулирования климата, устойчивого производства продуктов питания и здоровья самой почвы, однако его сокращение вызывает глубокую озабоченность», – пояснил один из соавторов исследования, доктор Энди Грегори. – «Наши выводы показывают, что долгосрочное внесение минеральных удобрений может действительно усилить секвестрацию углерода в почве, при условии, что этот процесс тщательно контролируется для минимизации других нежелательных последствий».

Ученые установили, что азот и фосфор действуют по-разному. Сам по себе фосфор стимулировал активность микроорганизмов и их дыхание – процессы, которые высвобождают углерод. В результате лишь малая часть растущей микробной массы превращалась в стабильные, долгоживущие формы углерода. Азотные удобрения, напротив, повышали эффективность преобразования растительных остатков микробами в более устойчивый, «связанный с минералами» углерод.

При совместном применении азотные и фосфорные удобрения давали самый сильный эффект. Они ускоряли рост растений, способствовали превращению короткоживущего углерода в более стабильные формы и увеличивали как количество, так и долговечность углерода, запасенного в почве.

Глобальный метаанализ, проведенный той же командой, выявил схожие закономерности и в других частях мира. В десятках долгосрочных экспериментов внесение азота и фосфора было связано с увеличением содержания углерода в почве в среднем на 21% и 13% соответственно. Примечательно, что эффект ослабевал в первые десятилетия, но снова усиливался примерно через 30 лет. Это говорит о медленном и постепенном накоплении углерода в почве благодаря удобрениям.

Авторы подчеркивают, что полученные результаты указывают на важность долгосрочных исследований и продуманного управления питательными веществами при разработке климатически дружелюбных систем ведения сельского хозяйства.