Различия в накоплении почвенного углерода у потенциальных биоэнергетических культур по данным 13-летних наблюдений

В то время как однолетние системы земледелия, такие как севооборот кукуруза/соя, ведут к потере почвенного органического углерода (SOC), многолетние культуры способствуют его увеличению. Однако большинство исследований многолетних культур были краткосрочными, что не давало полного понимания их долгосрочного влияния на SOC.

Исследование, опубликованное в журнале GCB Bioenergy под руководством учёных из Центра инноваций в области передовой биоэнергетики и биопродуктов (CABBI), восполняет этот пробел, изучая динамику SOC во времени для трёх многолетних систем в сравнении с кукурузой/соей за период от 7 до 13 лет. В команду вошли исследователи из Университета Висконсина и Института устойчивого развития, энергетики и окружающей среды (iSEE) Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне.

Плантации мискантуса, проса прутьевидного и смешанных прерий были заложены на Иллинойсской энергетической ферме в 2008 году на земле, ранее занятой под севооборот кукуруза/соя. Данные о почве, биомассе и с помощью метода вихревой ковариации собирались на протяжении всего исследования. Финальный отбор проб для прерий был проведён в 2016 году, для проса прутьевидного — в 2019, для кукурузы — в 2020, для мискантуса — в 2021 году.

Пробы, взятые через шесть лет после посадки, не показали статистически значимых изменений SOC. Однако пробы, взятые через 8–13 лет после посадки, продемонстрировали, что SOC увеличился под многолетними культурами, в то время как под однолетней кукурузой/соей он снизился или остался неизменным. В соответствии с этим наблюдением, чистый баланс углерода экосистемы (NECB) был отрицательным для многолетних культур (указывая на прирост C) и положительным для кукурузы/сои (указывая на потерю C).

Заключение: посадка многолетних культур на землях, ранее использовавшихся под однолетнюю кукурузу/сою, может замедлить или обратить вспять потери почвенного углерода. Наибольший прирост SOC наблюдался у видового разнообразия прерий. Для дальнейшего понимания динамической природы накопления и удержания SOC необходимы долгосрочные наборы данных.