Изменение климата неоднозначно сказывается на содержании углерода в почве рисовых полей, которые обеспечивают продовольствием половину населения планеты. Китайские ученые выяснили, что потепление сокращает запасы углерода в верхнем слое почвы, но одновременно способствует его накоплению на глубине. Компенсировать потери на поверхности помогает внесение в почву соломы после сбора урожая. Ключевую роль в этих процессах играют почвенные грибы и бактерии.
К таким выводам пришла группа исследователей из Чжэцзянской академии сельскохозяйственных наук в Ханчжоу по итогам четырехлетнего полевого эксперимента. Ученые изучали два слоя почвы на полях с чередованием риса и пшеницы: верхний (до 20 см) и подпочвенный (20–40 см). Они имитировали асимметричное потепление, при котором ночные и зимние температуры растут быстрее дневных и летних, и анализировали его эффект в сочетании с запахиванием соломы.
Исследование показало, что в верхнем слое почвы потепление привело к потере 6,1% органического углерода. Однако внесение соломы не только компенсировало эти потери, но и увеличило содержание углерода на 8,8%. Анализ выявил, что растительные остатки активно перерабатываются почвенными грибами, чья отмершая биомасса (некромасса) формирует стабильные запасы углерода.
В более глубоком слое (20–40 см) наблюдалась обратная картина. Солома на него практически не влияла, но потепление увеличило содержание углерода на 6,2%. Это произошло по двум причинам. Во-первых, замедлился распад устойчивых растительных соединений, таких как лигнин. Во-вторых, потепление спровоцировало рост бактерий, чья некромасса стала накапливаться в почве быстрее, чем разлагаться.
Полученные результаты говорят о том, что почва на разной глубине функционирует как две различные экономические системы. В верхнем слое накопление углерода зависит от грибов, перерабатывающих солому, а в нижнем – от активности бактерий и скорости распада органики. Авторы работы считают, что существующие климатические модели необходимо скорректировать, так как они зачастую рассматривают почву как однородный резервуар углерода. Для аграриев же исследование подтверждает, что возвращение соломы в почву – эффективный способ сохранить плодородие верхнего слоя в условиях меняющегося климата.