Jak zatrzymać kluczowe pierwiastki w glebie? Nad tym od lat głowią się rolnicy i naukowcy, bo im więcej potrzebnych składników w ziemi, tym lepszy i wyższy plon. A jeśli jednym z tych pierwiastków jest węgiel, nie tylko chcemy zatrzymać go w podłożu dla dobra roślin, ale ze względu na jego uwalnianie do atmosfery w postaci dwutlenku węgla.
Dlaczego węgiel jest ważny dla upraw? Jest budulcem materii organicznej, a więc i roślin (podobnie jak np. azot i fosfor). Podczas gdy nawozy syntetyczne są łatwo pobierane przez korzenie roślin i równie szybko spływają do wód gruntowych, węgiel ma wolniejszy cykl przemian i dłużej pozostaje w uprawie; a zatrzymany w materii organicznej poprawia napowietrzenie gleby i jej bioróżnorodność – im więcej pożytecznych bakterii i grzybów, tym żyźniejsze pole.
Zgodnie z Porozumieniem Paryskim Europa dąży do redukcji gazów cieplarnianych o 40% do roku 2030. W związku z tym nie tylko hodowcy roślin, ale i badacze skupiają się na tym zagadnieniu. Zespół naukowców z Uniwersytetu Kopenhaskiego i Politechniki w Monachium w swojej najnowszej publikacji opisuje potencjał, jaki mają resztki pożniwne, pozostawione i rozkładające się na polu.
– Fragmenty martwej masy roślinnej często uważane są jako „fast food” dla mikroorganizmów i grzybów. Ale nasze badania demonstrują, że resztki roślin pełnią bardziej istotną rolę w formowaniu i segregacji cząsteczek węgla – tłumaczy Kristina Witzgall, doktorantka z Politechniki w Monachium.
Jak wyglądało badanie? Naśladując naturalne procesy rozkładu, naukowcy pobrali próbki ziemi uprawnej z pól południowych Niemiec, dokładając resztki masy roślinnej – w tym przypadku była to kukurydza. Próby zamknięto w specjalnych cylindrach i pozostawiono na trzy miesiące. Następnie badacze przeanalizowali wszystkie procesy chemiczne, zachodzące w glebie, a żeby obserwacje były szczegółowe, użyli najbardziej szczegółowych technik obrazowania.
– Pokazaliśmy, że resztki pożniwne są absolutnie niezbędne jako przechowalnia węgla i powinniśmy wykorzystywać je w zdecydowanie bardziej przemyślany sposób w przyszłości – mówi profesor Carsten Müller z Uniwersytetu w Kopenhadze – W ten sposób istnieje duże prawdopodobieństwo, że węgiel może zostać przechowany nawet czterokrotnie dłużej w glebie.
Węgiel w glebie
Jak wiemy, rośliny zawierają węgiel, który produkują w procesie fotosyntezy. W czasie, gdy roślina jest rozkładana, ten pierwiastek kilkoma drogami dostaje się do ziemi. Jednym z nich jest rozkład ścierniska przez grzyby, które otaczając resztki materii roślinnej wprowadzają węgiel do podłoża.
Ilość zatrzymanego węgla zależy także od struktury gleby. W większych, twardszych grudkach ziemi martwa materia jest „chroniona” przed rozkładem i emisją dwutlenku węgla do atmosfery. Jak zaznaczają naukowcy, węgiel w podłożu może być przechowywany kilka tygodni, a może kilka tysięcy lat – zwykle w naturze trwa to ok. 50 lat.
Zielone rolnictwo
To nie pierwszy raz, kiedy resztki pożniwne – źdźbła, liście, ściernisko – pozostawione są na polach w celu wzbogacenia gleby. Jednak tę metodę można jeszcze dopracować, rozszerzyć i traktować bardziej poważnie, jak mówią autorzy badań.
– Bardziej żyzne i przyjazne dla klimatu ziemie uprawne w przyszłości mogą być przechowalnią dla węgla. Będziemy kontynuować badania, tym razem sprawdzając, czy umieszczenie materii roślinnej głębiej w ziemi pozwoli wyizolować węgiel nawet dłużej – twierdzi Carsten Müller.
al na podst. UCPH, ScienceDaily
fot. pixabay
