В то время, как в преддверии новогодних праздников мы думаем о подарках любимым и друзьям, британские ученые посоветовали фермерам чем порадовать свою землю – ближайшую родственницу агробизнеса, которая управляет не только урожаями, но и окружающей средой
Новое исследование группы ученых под руководством экспертов сельскохозяйственного научно-исследовательского центра Ротамстед, Англия, показывает, что выбросы из почвы мощного парникового газа, закиси азота, можно резко сократить, просто добавив навоз, богатый углеродом. Закись азота является примерно в 300 раз более мощным парниковым газом, чем CO2, а удобренные почвы являются его основным источником, сообщает портал www.farminguk.com.
Этот газ также способствует разрушению озонового слоя, а антропогенные выбросы газа увеличились во всем мире на 30% за последние сорок лет, в основном из-за увеличения использования химических удобрений. Согласно последнему исследованию Ротамстеда, было обнаружено, что пахотные почвы, получающие лишь неорганические удобрения, сохраняют только половину количества азота, в основном в виде закиси азота, по сравнению с почвами, получающими навоз.
Данные убедительно свидетельствуют, что углерод и азот неразрывно связаны в почвах - и в гораздо большей степени, чем когда-либо предполагалось.
Предыдущее исследование Ротамстеда показало, как углерод играет ключевую роль в определении самой структуры почвы и, следовательно, в ее функционировании. Профессор Эндрю Нил обнаружил: увеличение содержания органического вещества в почве приводит к тому, что микробы выделяют липкие полимеры, образующие хорошо связанную сеть относительно небольших пор.
Теперь ученые доказали - именно эта структурная особенность почвы также определяет судьбу почвенного азота. Профессор Нил говорит: «Наши последние результаты показывают - воздействие органического вещества на структуру почвы явно влияет на метаболизм азота в почве. Большая связность пор в богатой углеродом почве позволяет воздуху циркулировать и означает, что микробы метаболизируют азот таким образом, чтобы уменьшить выбросы закиси азота».
До сих пор взаимодействие между углеродом и азотом в почвах было малоизучено.
Используя архивные образцы и новые данные, собранные в ходе 179-летнего эксперимента с пшеницей на известном поле Бродбалк, команда профессора Нила сравнила различные почвы на участках, где вносили только азотные удобрения в количестве от нуля до 240 кг на гектар в год и только унавоженные.
Исследователи также рассмотрели почву из леса, созданного в 1882 году, и почву из другого эксперимента под скошенным пастбищем.
После того, как азот попадает в почву сельскохозяйственных угодий, он в конечном итоге оказывается в одном из трех мест: остается в почве, поглощается сельскохозяйственными культурами (то есть удаляется при уборке урожая), «теряется» из системы в виде парниковых газов или нитратов, растворенных в грунтовых водах.
В почвах с ограниченным поступлением органического вещества или без него расположение мелких, плохо связанных между собой пор вынуждает микроорганизмы (грибы и бактерии) переключаться на так называемый бескислородный метаболизм. В результате они производят гораздо большее количество закиси азота, а не биомассы в виде белков, вырабатываемых в аэробных или насыщенных кислородом условиях.
Наследие режима удобрения также можно увидеть при сравнении микробных геномов. Глядя на микробные геномы почвы, участвующие в метаболизме азота, команда обнаружила две отдельные группы.
Одна была связана с лесными и пастбищными почвами, имела гены, помогающие микробам поглощать азот в качестве питательного вещества для создания биомассы. Гены микробов из почв, получающих навоз, наиболее похожи на эту группу.
Другой микробный кластер связан с почвами с низким содержанием углерода, получавшим исключительно агрохимические подкормки. Здесь в основном присутствовали гены, ответственные за расщепление соединений азота исключительно для производства «энергии», что приводит к выбросам закиси азота.
«Наше открытие говорит о том, что более широкое применение органических веществ в пахотных системах может снизить выбросы закиси азота и уменьшить вклад сельского хозяйства в изменение климата», - заключил профессор Нил.
(Источник: www.farminguk.com. Фото: Дмитрий Лукьянов).
Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | VK.Новости.