Cientistas do solo da Universidade RUDN descobriram que a taxa de acúmulo de carbono orgânico na natureza, cultivado, e solos abandonados dependem principalmente do tipo e composição do solo, e, em menor grau, no tempo decorrido desde que não foi mais cultivado. Esses dados ajudarão a calcular com mais precisão a fertilidade do solo e a quantidade total de carbono no planeta, bem como prever mudanças climáticas. Os resultados são publicados na revista Geoderma .

O carbono na Terra não está contido apenas na forma de dióxido de carbono CO ₂ , mas também como vários compostos orgânicos:em animais, plantas, e solo. O conteúdo de carbono no solo depende de muitos fatores:tipo de solo, clima, composição de espécies de bactérias, e tipos de compostos de carbono.

Existem 220 milhões de hectares de terras aráveis ​​abandonadas em todo o mundo, de acordo com o Programa de Alimentos das Nações Unidas (FAO), um quarto do qual está na Rússia. É de extrema importância entender como as terras agrícolas e pós-agrícolas acumulam e liberam carbono, a fim de construir uma imagem abrangente e precisa de seu ciclo natural. Sabe-se que longos períodos de cultivo da terra reduzem a quantidade de carbono no solo. Se a aragem parar, a cobertura vegetal volta a crescer, seguido pelo nível de carbono no solo. Então, é importante entender como exatamente isso ocorre em cada um dos mais de 30 tipos de solo sob diferentes condições geográficas e climáticas.

O chefe do Centro de Modelagem Matemática e Projeto de Ecossistemas Sustentáveis ​​da Universidade RUDN, Yakov Kuzyakov, e seus colegas descobriram exatamente como a cessação das atividades agrícolas em certas áreas agrícolas afeta os processos de acumulação e decomposição do carbono no solo.

O objeto de estudo foi dois tipos de solo. O primeiro foi feeozem:solo escuro, rico em húmus e cálcio, semelhante a chernozem, mas característico de áreas com um clima mais úmido. As amostras foram coletadas no território da antiga floresta estacional decidual na parte europeia da Rússia. O segundo tipo era chernozem. Foi coletado nas estepes no sul da Rússia. Os cientistas do solo estavam interessados ​​precisamente nestes dois tipos, porque juntos eles representam mais da metade das terras aráveis ​​do país e até 44% das terras abandonadas depois de 1991.

Os especialistas reuniram várias amostras de cada tipo de solo:solo que nunca foi usado na agricultura, solo arável, e três ou quatro amostras de diferentes solos que costumavam ser arados, mas depois abandonado em vários pontos no tempo.

Depois disso, para encontrar compostos de carbono contidos no solo, as amostras foram analisadas de várias maneiras:o método de ressonância magnética nuclear, calorimetria de varrimento diferencial, e termogravimetria, entre outros. A cromatografia gasosa ajudou a determinar a taxa de CO ₂ liberação do solo (o que indica atividade microbiana nele).

A proporção da taxa de CO ₂ a liberação para a quantidade de carbono remanescente no solo determina a resistência dos compostos de carbono à decomposição e reflete o grau de resistência. Valores mais baixos para a taxa de evolução do dióxido de carbono indicam que mais dele permanece no solo, o que significa que é mais estável, e vice versa.

Dados coletados por cientistas da RUDN mostram que o carbono é liberado com mais facilidade de solos ricos em carboidratos:feeozemas. Solos que são, por assim dizer, mais difícil de derreter, ou seja, chernozems, contêm mais hidrocarbonetos aromáticos e liberam carbono mais lentamente. Portanto, feeozems são danificados mais rapidamente pelo uso agrícola, e os chernozems são mais difíceis de destruir. Por outro lado, o carbono é restaurado mais rapidamente em feozemas. O aumento da proporção de carbono em terras que se recuperaram completamente após o uso, em comparação com terras em uso, ascendeu a 134 por cento. Enquanto isso, o aumento em chernozems foi de apenas 38%. Como todos os tipos de solo foram recuperados, a massa de todos os compostos contendo carbono aumentou, com o O-alquil na liderança - representava até 53% de todo o carbono do solo.

O aumento na liberação de dióxido de carbono devido à respiração de micróbios também foi observado para aumentar, de terras agrícolas a solos virgens e totalmente recuperados. Mas nos feozomas pós-agrícolas, este indicador ainda era duas a três vezes maior do que em chernozems com o mesmo histórico.

Os cientistas do solo concluíram que é o tipo de solo o principal fator que determina de 45 a 88 por cento das diferenças no acúmulo e decomposição de carbono no solo. Ao mesmo tempo, o número de anos que a terra permaneceu em estado de abandono (de cinco a 35) desempenha um papel secundário, e é responsável por apenas 7 a 39 por cento da variabilidade total.

Geral, chernozems contêm mais carbono resistente à decomposição, e os feozemas contêm compostos de carbono mais facilmente decompostos.