Удобрения повышают способность почвы удерживать углерод

180-летний эксперимент в Rothamsted — самый продолжительный в сельскохозяйственном мире — показал, что долгосрочное внесение азотных и фосфорных удобрений может значительно увеличить количество углерода, хранящегося в почвах сельхозугодий, способствуя смягчению последствий изменения климата.

Международная группа учёных под руководством Чжэцзянского университета (Китай) совместно с партнёрами из Rothamsted и Бангорского университета проанализировала образцы, полученные в ходе классического эксперимента Бродбалк, где с 1843 года непрерывно выращивается озимая пшеница. Было обнаружено, что на участках, где вносились азотные и фосфорные удобрения, содержание органического углерода в почве было на 28% выше, чем на участках без удобрений.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, объединило методы радиоуглеродного анализа, метагеномики и метаболомики, чтобы дать новое представление о том, как удобрения влияют на сложную химию и микробную жизнь, контролирующие накопление углерода в почве.

«Органический углерод почвы критически важен для регулирования климата, устойчивого производства продовольствия и здоровья почвы, но его снижение во многих сельскохозяйственных почвах вызывает глубокую обеспокоенность», — заявил доктор Энди Грегори, один из соавторов исследования. «Наши результаты показывают, что долгосрочное внесение минеральных удобрений может фактически усилить секвестрацию углерода в почве при условии тщательного управления им для минимизации других нежелательных последствий».

Исследование показало, что азот и фосфор действуют по-разному. Фосфор сам по себе усиливает микробную активность и дыхание — процессы, в результате которых выделяется углерод, — а это означает, что, хотя микробная биомасса увеличилась, относительно небольшая её часть преобразуется в стабильные, долгоживущие формы углерода. Азотные удобрения, напротив, повышают эффективность преобразования микробами растительного материала в более устойчивый «минеральный» углерод.

При совместном применении азотные и фосфорные удобрения оказывают наиболее сильный эффект: ускоряют рост растений, способствуют преобразованию короткоживущего «лабильного» углерода в более стабильные формы и увеличивают как количество, так и продолжительность хранения углерода в почве.

По словам авторов, результаты подчёркивают важность долгосрочных исследований и тщательного управления питательными веществами при разработке экологически безопасных систем земледелия.