Почвовед РУДН доказал, что глубокие корни растений помогут сдерживать изменения климата

Почвовед РУДН доказал, что глубокие корни растений помогут сдерживать изменения климата

Почвовед РУДН выяснил, что растения с глубокой корневой системой способствуют накоплению в земле органического углерода. Эта способность почв может уменьшить концентрацию углекислого газа в атмосфере и смягчить изменение климата.

Глобальное изменение климата происходит из-за парниковых газов в атмосфере — в первую очередь, содержащих углерод. Значительная часть углерода поглощается в виде углекислого газа растениями, а после их гибели и разложения оказывается в почве. Часть углерода вновь попадает обратно в атмосферу в виде газов, часть может удерживаться в почве в виде органических остатков. Почвовед РУДН выяснил, как можно увеличить способность почв удерживать углерод на глубине.

«Способность почв накапливать органический углерод может смягчить последствия глобальных климатических изменений, поэтому важно искать пути, которые позволят увеличить накопление органики в почве. В последние годы исследователи концентрировались на увеличении содержания органического углерода в верхнем слое почвы, в то время как возможность его увеличения в нижележащих слоях, особенно глубиной более одного метра, изучена гораздо меньше. Однако биохимические условия этих слоев позволяют предполагать, что органика будет разлагаться медленнее, это позволит удержать углерод на более долгий срок», — доктор биологических наук Яков Кузяков, руководитель Центра математического моделирования и проектирования устойчивых экосистем РУДН.

Один из способов внести углерод в глубокие слои почвы — многолетние растения с мощной корневой системой. Проникая на глубину, корни разрыхляют почву, выделяют в нее углекислый газ, «кормят» живущих на них бактерий-симбионтов и отмирают. Почвоведы изучили три вида многолетних растений — люцерна (Medicago sativa), кернза (Thinopyrum intermedium) и сильфия цельнолистная (Silphium integrifolium), — которые влияют на осаждение органического вещества в глубинных слоях почвы. Растения принадлежат к разным семействам — бобовых, злаковых и астровых — но у всех них корни прорастают на глубину более пяти метров.

Почвоведы посадили растения в прозрачные контейнеры высотой четыре метра. Устройство контейнеров позволяло ученым наблюдать за ростом корневой системы и брать пробы почвы и корней на любой глубине. Чтобы отследить, как органическое вещество перемещается внутри растений и поглощается микроорганизмами, почвоведы применили изотопное мечение. Листья погрузили в жидкость с редким в природе изотопом углерода 13C. Растения впитали его и использовали вместо обычного 12C. Через несколько дней после мечения почвоведы взяли пробы корней и почвы на семи разных уровнях — глубиной от 0 до 3,6 м. По количеству 13C на разных глубинах ученые «проследили» путь углерода в растении и почве.

У всех растений с увеличением глубины «откладывается» все меньшее количество углерода. Люцерна показала лучший результат по накоплению углерода на глубине 3,6 м — 8% от поглощенного углерода против 2,5% и 2,7 % у кернзы и сильфии. Оказалось, что для всех трех видов углерод на глубине содержался преимущественно в составе умерших клеток. Это значит, что, в отличие от поверхностных уровней, где умершие организмы гниют и выделяют углеродсодержащие газы, на глубине углерод стабилизируется — оказывается «зафиксированным».

«Мы показали, что даже относительно небольшие поступления углерода стабилизируются в глубоких слоях почвы. Это иллюстрирует потенциал в использовании культур с глубокими корнями (особенно люцерны) для накопления углерода в глубине почвы», — доктор биологических наук Яков Кузяков, руководитель Центра математического моделирования и проектирования устойчивых экосистем РУДН.

Результаты опубликованы в журнале Soil Biology and Biochemistry.

Новости
Все новости
Наука
27 октября
Биолог РУДН: листья папоротника улучшают иммунитет и рост карпов

Биолог РУДН обнаружил, что порошок из листьев папоротника положительно влияет на иммунитет, антимикробную активность и рост карпов. Это позволит рыбным хозяйствам выращивать здоровую и крупную рыбу без применения химических препаратов.

Наука
26 октября
Почвовед РУДН: удобрение рисовых полей поможет уменьшить парниковый эффект

Почвовед РУДН выяснил, как внесение удобрений влияет на способность почвы накапливать углерод. Для этого почвоведы изучили механизмы движения органического углерода в почвах рисовых полей. Оказалось, что под действием удобрений углерод удерживается в почве лучше. Результаты могут помочь не только повысить плодородие рисовых полей, но и снизить количество парниковых газов в атмосфере.

Наука
25 октября
Медики РУДН: операции на носовой перегородке меняют поведение

Медики РУДН в эксперименте с крысами доказали, что хирургическое вмешательство в полость носа меняет поведение животных. В частности, делает их более пугливыми. Эффект связан с нарушением работы вегетативной нервной системы в результате сильного стресса.