Можно ли увеличить содержание углерода в сельскохозяйственных почвах?

Почва играет ключевую роль в климатических изменениях, так как может как запасать CO₂ из атмосферы, так и выделять его при микробном разложении органического вещества. В почве содержится в три раза больше углерода, чем в растительности, и в два раза больше, чем в атмосфере. Поэтому даже небольшие изменения содержания углерода в почве могут сильно повлиять на глобальный углеродный цикл.

Как увеличить содержание углерода?

Процесс начинается с фотосинтеза, когда растения преобразуют CO₂ и воду в органическое вещество. Чтобы максимизировать накопление углерода в почве, нужно увеличивать производство растительной биомассы. В сельском хозяйстве для этого особенно рекомендуют расширять использование многолетних культур, например трав. Они дольше поддерживают фотосинтез и откладывают больше углерода в непродуктивных частях растения, особенно в корневой системе.

Потенциал хранения углерода в разных системах земледелия

Для оценки потенциала хранения углерода при разных методах хозяйствования необходимы долгосрочные полевые опыты, так как содержание углерода в почве меняется медленно, в течение многих лет.

Университет Аархуса проводит такой эксперимент, начатый в 1987 году в Фоулуме. Изначально это был шестипольный севооборот с двумя годами клеверо-травяной смеси на площади, где ранее выращивались зерновые. В 2006 году эксперимент разделили: в одной ротации осталось два года клеверо-травяной смеси, в другой — четыре года.

Результаты измерений:

• Для севооборота с 1/3 клеверо-травяной смеси содержание углерода в почве увеличивалось, пока не было достигнуто новое равновесное состояние.
• Это новое состояние было достигнуто через 20 лет, после чего содержание углерода перестало меняться.
• Среднегодовое накопление углерода при переходе от зерновых культур к севообороту с 1/3 клеверо-травяной смеси составило 0.25 тонн на гектар в год.

Выводы для климатической политики

• Хорошая новость: Значительное увеличение накопления углерода в первые годы — это важно, так как нужны меры с быстрым эффектом.
• Плохая новость: Существует верхний предел. Через 20 лет новые поступления углерода перестают увеличивать его запас в почве, но достигнутый уровень нужно поддерживать. Если, например, вернуться к зерновым культурам, содержание углерода в почве быстро снизится.
• Ключевой вывод: Полный потенциал хранения углерода определяется как временем достижения нового равновесия, так и общим изменением запасов. Защита почв с уже высоким содержанием углерода не менее важна, чем его дальнейшее увеличение, поскольку углерод теряется быстрее, чем накапливается.

Исследование опубликовано в журнале Geoderma.