Китайские ученые выяснили, что солома и биоуголь одинаково эффективно помогают засоленным почвам накапливать углерод, но действуют совершенно по-разному. Результаты двухлетнего полевого эксперимента в дельте реки Хуанхэ показывают, что выбор между этими органическими добавками зависит от конкретных агрономических задач – от быстрого повышения плодородия до долгосрочного восстановления структуры почвы.
Исследование, опубликованное в журнале Biochar, проводилось на землях с высокой концентрацией соли и низким содержанием органики – в условиях, типичных для многих прибрежных сельхозугодий. Внесение в почву навоза вместе с соломой или биоуглем (древесным углем, полученным из биомассы) за два сезона увеличило содержание органического углерода примерно на 19% по сравнению с использованием одного только навоза. Однако за одинаковыми цифрами скрываются разные физические и биологические процессы.
Солома действует через биологию. Она служит легкодоступной пищей для почвенных микроорганизмов, чья активность резко возрастает. Микробы перерабатывают органику, а их отмершие останки, так называемая некромасса, образуют химически стабильные соединения, которые надолго закрепляются в почве. Добавление соломы увеличило углерод микробной некромассы на 10,8%, превратив свежую органику в устойчивую форму почвенного углерода.
Биоуголь, напротив, работает как физический модификатор. Он не столько питает микробов, сколько меняет архитектуру почвы. Частицы биоугля способствуют образованию крупных и стабильных почвенных комков – агрегатов. Они физически защищают органическое вещество внутри себя от разложения. В ходе эксперимента биоуголь на 40,9% увеличил долю крупных агрегатов и на 31,9% повысил их прочность. Это создает в почве структуру, которая эффективно удерживает углерод.
Открытие имеет большое практическое значение. Если аграрию нужно быстро повысить плодородие и запустить круговорот питательных веществ, ему больше подойдет солома. Если же стоит задача восстановить структуру деградировавшей, уплотненной почвы в долгосрочной перспективе, эффективнее окажется биоуголь. По мнению авторов, эти механизмы могут дополнять друг друга.
Результаты исследования важны и для глобальных климатических программ. Они показывают, что при оценке методов поглощения углерода в сельском хозяйстве нужно учитывать не только его количество, но и способ фиксации. Углерод, стабилизированный биологически в виде некромассы или защищенный физически внутри почвенных агрегатов, сохранится в земле гораздо дольше, чем просто внесенная органика. Ученые отмечают, что для подтверждения долговечности этих эффектов требуются более длительные наблюдения, но уже сейчас предложенная ими модель дает агрономам по всему миру новые инструменты для восстановления засоленных земель.