Niewykorzystany potencjał ścierniska

Jak zatrzymać kluczowe pierwiastki w glebie? Nad tym od lat głowią się rolnicy i naukowcy, bo im więcej potrzebnych składników w ziemi, tym lepszy i wyższy plon. A jeśli jednym z tych pierwiastków jest węgiel, nie tylko chcemy zatrzymać go w podłożu dla dobra roślin, ale ze względu na jego uwalnianie do atmosfery w postaci dwutlenku węgla.

Dlaczego węgiel jest ważny dla upraw? Jest budulcem materii organicznej, a więc i roślin (podobnie jak np. azot i fosfor). Podczas gdy nawozy syntetyczne są łatwo pobierane przez korzenie roślin i równie szybko spływają do wód gruntowych, węgiel ma wolniejszy cykl przemian i dłużej pozostaje w uprawie; a zatrzymany w materii organicznej poprawia napowietrzenie gleby i jej bioróżnorodność – im więcej pożytecznych bakterii i grzybów, tym żyźniejsze pole.

Zgodnie z Porozumieniem Paryskim Europa dąży do redukcji gazów cieplarnianych o 40% do roku 2030. W związku z tym nie tylko hodowcy roślin, ale i badacze skupiają się na tym zagadnieniu. Zespół naukowców z Uniwersytetu Kopenhaskiego i Politechniki w Monachium w swojej najnowszej publikacji opisuje potencjał, jaki mają resztki pożniwne, pozostawione i rozkładające się na polu.

­– Fragmenty martwej masy roślinnej często uważane są jako „fast food” dla mikroorganizmów i grzybów. Ale nasze badania demonstrują, że resztki roślin pełnią bardziej istotną rolę w formowaniu i segregacji cząsteczek węgla – tłumaczy Kristina Witzgall, doktorantka z Politechniki w Monachium.

W przeszłości naukowcy skupiali się głównie na gromadzeniu pierwiastka na powierzchni mineralnej – np. glinie. Okazuje się jednak, że resztki roślinne mają zdolność do samodzielnego przechowywania węgla, możliwe, że nawet dłużej. Dzieje się tak dlatego, że wiele ważnych procesów chemicznych zachodzi właśnie na powierzchni martwej masy roślinnej.

Jak wyglądało badanie? Naśladując naturalne procesy rozkładu, naukowcy pobrali próbki ziemi uprawnej z pól południowych Niemiec, dokładając resztki masy roślinnej – w tym przypadku była to kukurydza. Próby zamknięto w specjalnych cylindrach i pozostawiono na trzy miesiące. Następnie badacze przeanalizowali wszystkie procesy chemiczne, zachodzące w glebie, a żeby obserwacje były szczegółowe, użyli najbardziej szczegółowych technik obrazowania.

– Pokazaliśmy, że resztki pożniwne są absolutnie niezbędne jako przechowalnia węgla i powinniśmy wykorzystywać je w zdecydowanie bardziej przemyślany sposób w przyszłości – mówi profesor Carsten Müller z Uniwersytetu w Kopenhadze – W ten sposób istnieje duże prawdopodobieństwo, że węgiel może zostać przechowany nawet czterokrotnie dłużej w glebie.

Węgiel w glebie

Jak wiemy, rośliny zawierają węgiel, który produkują w procesie fotosyntezy. W czasie, gdy roślina jest rozkładana, ten pierwiastek kilkoma drogami dostaje się do ziemi. Jednym z nich jest rozkład ścierniska przez grzyby, które otaczając resztki materii roślinnej wprowadzają węgiel do podłoża.

Ilość zatrzymanego węgla zależy także od struktury gleby. W większych, twardszych grudkach ziemi martwa materia jest „chroniona” przed rozkładem i emisją dwutlenku węgla do atmosfery. Jak zaznaczają naukowcy, węgiel w podłożu może być przechowywany kilka tygodni, a może kilka tysięcy lat – zwykle w naturze trwa to ok. 50 lat.

Zielone rolnictwo

To nie pierwszy raz, kiedy resztki pożniwne – źdźbła, liście, ściernisko – pozostawione są na polach w celu wzbogacenia gleby. Jednak tę metodę można jeszcze dopracować, rozszerzyć i traktować bardziej poważnie, jak mówią autorzy badań.

– Bardziej żyzne i przyjazne dla klimatu ziemie uprawne w przyszłości mogą być przechowalnią dla węgla. Będziemy kontynuować badania, tym razem  sprawdzając, czy umieszczenie materii roślinnej głębiej w ziemi pozwoli wyizolować węgiel nawet dłużej – twierdzi Carsten Müller.

Praca nad zatrzymaniem węgla w ziemi uprawnej może przyczynić się do izolacji i przechowania między 0,8 – 1,5 gigaton (gigatona - 1 000 000 000 ton) tego pierwiastka rocznie. Dla porównania, ludzkość produkuje co roku 4,9 gigaton węgla przez ostatnią dekadę. Potencjał drzemiący w tej metodzie budzi spore nadzieje, ale naukowcy zaznaczają - potrzebnych jest wiele inicjatyw z innych dziedzin, które skupią się na zatrzymaniu węgla w roślinach, należy także zatrzymać i odwrócić wylesianie, nie wspominając o koniecznych zmianach w przemyśle. 

al na podst. UCPH, ScienceDaily

fot. pixabay