Длительное воздействие азота на почву не просто увеличивает или уменьшает содержание в ней углерода, а меняет его структуру – переводит из нестойкой формы в более стабильную. К такому выводу пришли китайские и новозеландские учёные по итогам 12-летнего эксперимента на Лёссовом плато в Китае. Результаты исследования, опубликованные в журнале Plant and Soil, усложняют оценку роли пастбищ в глобальном поглощении углерода.
Исследователи с 2013 года вносили азот на трёх участках пастбищ, которые были выведены из хозяйственного оборота на разные сроки – от 10 до 30 лет. Эксперимент показал, что избыток азота меняет баланс двух ключевых фракций почвенного органического вещества. Одна из них – нестойкий углерод, связанный с неразложившимися растительными остатками, – разлагается за несколько лет. Вторая, более стабильная, химически связана с минеральными частицами почвы и может храниться в ней десятилетиями и столетиями.
Во всех пробах верхнего слоя почвы (до 20 см), взятых в 2024 году, содержание нестойкой фракции углерода снизилось на 0,4–37%. Одновременно доля стабильного, «законсервированного» в минералах углерода выросла на 0,6–32%. Таким образом, азот способствует переходу углерода в долгосрочное хранилище, хотя общий объём углерода в почве на разных участках мог как расти, так и сокращаться.
Учёные объясняют это двумя параллельными процессами. С одной стороны, азот стимулирует рост биомассы растений, что влияет на объём свежих органических остатков и, соответственно, нестойкого углерода. С другой стороны, он повышает кислотность почвы и концентрацию неорганических соединений азота. Эти химические изменения в почве влияют на то, как органические молекулы связываются с минералами, и замедляют их распад, что способствует накоплению стабильной фракции углерода.
Результаты исследования важны в контексте глобального изменения климата. Восстановление деградировавших пастбищ считается одним из самых доступных способов поглощения углерода из атмосферы. Однако исследование показывает, что этот процесс осложняют растущие по всему миру атмосферные выбросы азота, которые действуют как постоянное удобрение. Оценка эффективности таких проектов должна учитывать не только общий объём накопленного углерода, но и его форму, поскольку именно от неё зависит, как долго он будет оставаться в почве.