Почвенные пищевые сети повышают удержание углерода в сельхозугодьях
Исследователи из Института прикладной экологии (IAE) Китайской академии наук (CAS) выяснили, как почвенные пищевые сети способствуют превращению и хранению фотосинтетического углерода в сельхозугодьях. Результаты опубликованы в Journal of Cleaner Production.
Фотосинтез сельхозкультур превращает атмосферный CO2 в органическое вещество, которое затем способствует секвестрации углерода в почве. Возвращение растительных остатков (стерни) на поле — распространённая практика сберегающего земледелия, которая восстанавливает питательные вещества почвы и стимулирует биологическую активность.
С помощью полевых испытаний и экспериментов с мечением изотопом 13C команда доктора Чжан Сяокэ проследила, как фотосинтетически фиксированный углерод перемещается из растений в почву и через различные компоненты почвенной пищевой сети.
Было обнаружено, что возврат стерни увеличил содержание партикулярного органического углерода (POC) и минерал-ассоциированного органического углерода (MAOC) примерно на 30,96% и 11,39% соответственно, по сравнению с участками, где стерню убирали. Возврат стерни также изменил структуру сообществ почвенной биоты, укрепив трофические связи между почвенными микроорганизмами, микрофауной и макрофауной.
Дальнейший анализ показал, что почвенная микрофауна, в основном нематоды, играет ключевую роль в процессе оборота углерода, внося примерно 60,52% в общее обновление почвенного углерода. Эти мелкие почвенные организмы усиливают взаимодействия внутри почвенной пищевой сети и способствуют компромиссу между активной (POC) и стабильной (MAOC) формами почвенного углерода.
Выявленный путь оборота фотосинтетического углерода показал, как он эффективно циркулирует через растения, почву и почвенную пищевую сеть. Исследователи обнаружили, что процессы бактериального разложения способствуют обновлению POC, а процессы грибного разложения поддерживают стабильное накопление MAOC. Синергия между растениями, почвенными микробами и почвенной фауной обеспечила накопление большего количества углерода в почве.
Исследование прояснило цепочку взаимодействий: «возврат стерни → перестройка почвенной пищевой сети → усиление трансформации углерода → секвестрация углерода в почве». Также была подчёркнута важнейшая роль микрофауны в связывании надземных растительных процессов с подземным хранением углерода.