Исследование позволит понять, как почвы помогут в борьбе с парниковыми газами и в каких удобрениях они нуждаются.
В результате минерализации почвенной органики — необходимого этапа круговорота углерода — в атмосферу выделяется углекислый газ — основной парниковый газ, приводящий к глобальному потеплению.
На интенсивность минерализации влияет доля так называемого растворенного органического углерода — соединений, которые попадают в почву, например, из корней растений.
Эти вещества разделяют на гидрофильные (сахара, аминокислоты карбоновые кислоты и т.д.) и гидрофобные (лигнин и липиды). Предполагается, что гидрофильные соединения в большей степени ускоряют минерализацию почвенной органики. Однако экспериментальных подтверждений этому до сих пор не было.
Выяснить, как гидрофильные и гидрофобные вещества влияют на скорость разложения почвенной органики, можно по объему углекислого газа, выделяемого почвой.«Мы стремились количественно оценить различия в минерализации гидрофильных и гидрофобных фракций почвы, а также прояснить лежащие в их основе механизмы, управляемые бактериями и грибами», — рассказал доктор биологических наук Яков Кузяков, руководитель Центра математического моделирования и проектирования устойчивых экосистем Российского университета дружбы народов.
Образцы грунта для эксперимента ученые взяли в двух точках китайской провинции Хунань — влажную почву рисового поля и сухую почву с возвышенности.
Почвоведы РУДН добавили в образцы гидрофильные и гидрофобные органические остатки, предварительно пометив их с помощью редкого изотопа углерода —13С. В течение 40 дней образцы хранились в темной емкости при температуре 25℃, раз в несколько дней измерялся выброс углекислого газа.
В первые сутки минерализация проходила в 3,6-70 раз быстрее для гидрофильной фракции. Оказалось, что бактерии предпочитают легкодоступные гидрофильные соединения, а грибы — более прочные гидрофобные. Разложение и гидрофобных, и гидрофильных соединений проходило быстрее в сухой почве с возвышенности.
Результаты опубликованы в журнале Biology and Fertility of Soils.«Понимание зависимости круговорота углерода в почве от ее состава поможет в будущем разработать методы поддержания почвенного плодородия, основанные на биотехнологии и регуляции почвенного микробиома», — добавил Яков Кузяков.