Глобальное исследование показало, что минерально-ассоциированное органическое вещество (МАОВ) служит наиболее стабильным долгосрочным резервуаром углерода в разнообразных экосистемах. Это даёт новое представление о том, как углерод перемещается и стабилизируется в почвах.
Результаты, [опубликованные](https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0038071725001658) в журнале Soil Biology and Biochemistry, предлагают свежий взгляд на то, как стабильность почвенного углерода определяется землепользованием, климатом и химическим составом почвы.
Роль органического вещества почвы
Органическое вещество почвы (ОВПО), составляющее лишь небольшую часть массы почвы, играет жизненно важную роль в поддержании плодородия, структуры почвы и хранения углерода. Оно состоит из разложившихся остатков растений и животных, микробных клеток и их побочных продуктов.
Несмотря на то что давно известно, что ОВПО может быть защищено от разложения путём связывания с глинистыми минералами, оксидами железа и алюминия или попадания в агрегаты почвы, конкретные пути трансформации ОВПО в разных размерах агрегатов и фракциях плотности оставались плохо изученными.
Под руководством доктора Сунь Тао из Института прикладной экологии Китайской академии наук исследователи проанализировали опубликованные глобальные наборы данных, в которых использовалось естественное изобилие стабильного изотопа углерода ¹³C. Изучая различия в содержании ¹³C (Δ¹³C) в разных размерах агрегатов почвы и фракциях плотности, они сделали вывод об интенсивности микробной переработки и стабильности органического вещества в различных пулах углерода по всему миру.
Результаты показали, что значения Δ¹³C увеличивались по мере уменьшения размера агрегатов и увеличения плотности частиц, что указывает на более интенсивную микробную переработку и химическую стабилизацию. Примечательно, что МАОВ последовательно демонстрировало наибольшее обогащение Δ¹³C, подтверждая его роль как наиболее химически стабильной и микробно переработанной формы ОВПО в мире.
Влияние землепользования и климата
Пути трансформации ОВПО варьировались в зависимости от землепользования. В лесах и лугах наблюдались более высокие значения Δ¹³C, тогда как на пахотных землях они были ниже, вероятно, из-за более частых нарушений почвы и изменения органических поступлений.
Климатические условия также играли значительную роль: в регионах с влажным тропическим климатом наблюдалось наибольшее обогащение ¹³C, тогда как в средиземноморском климате оно было наименьшим, что подчёркивает влияние температуры и влажности на динамику микробного разложения.
Регуляторы микробной активности
pH почвы и содержание глины стали ключевыми регуляторами микробной активности и трансформации ОВПО наряду с методами землепользования.
Эти результаты не только углубляют наше понимание механизмов стабилизации углерода в почве, но и имеют важное значение для разработки стратегий секвестрации углерода и управления питательными веществами в экосистемах.
Исследователи рекомендуют адаптированные стратегии землепользования для оптимизации преобразования растительного опада в стабильные формы углерода.
* В умеренных пахотных землях почвозащитное земледелие и возврат соломы могут способствовать образованию МАОВ.
* В засушливых лугах сохранение многолетней растительности и улучшение влажности почвы могут повысить секвестрацию углерода.
* В управляемых лесах корректировка состава древесных пород и улучшение качества подстилки могут поддержать эффективность микробов и увеличить накопление МАОВ, тем самым повышая устойчивость почвы и хранение углерода в условиях изменения климата.
Предоставлено [Китайской академией наук](https://phys.org/partners/chinese-academy-of-sciences/)