土壌中で腐敗する植物材料は、優れた堆肥を作り、炭素を隔離する上で重要な役割を果たします。
かなり長い間、農民や研究者は炭素を土壌に結合する方法に焦点を合わせてきました。 そうすることで、食用作物の栄養価が高まり、収穫量が増加します。 ただし、炭素はCOに変換されるため2 それが大気中に入るとき、炭素を捕捉することには大きな気候上の利点があります 土壌 同様に。
炭素を隔離することは、地球規模の削減に不可欠です CO2 排出量。 炭素が多すぎると、大気中に放出されます。 デンマークのグリーンシンクタンクであるCONCITOによると、大気中に排出される炭素の量を削減できなければ、40年までに温室効果ガス排出量を2030％削減するというパリ協定の目標を達成できません。
有機物には、窒素やリンなど、作物の成長に重要な炭素と栄養素が含まれています。 合成肥料は植物の根に容易に吸収され、地下水にすばやく流出しますが、炭素はサイクルが遅く、植物により多くの栄養素を供給します。 さらに、有機物中の炭素は土壌の通気を促進し、土壌が水分を保持するのを助けます。これにより、より多くの微生物や菌類が土壌で繁殖できるため、生物多様性が高まります。
「土壌中の枯れた植物の断片は、微生物や菌類のファーストフードと見なされることがよくあります。 しかし、私たちの研究は、植物の残留物が、土壌中の炭素の形成と隔離において、かつて考えられていたよりも実際に重要な役割を果たしていることを示しています」と、ミュンヘン工科大学の博士課程の候補者であり、 ネイチャー·コミュニケーションズ.
これまで、研究者は主に粘土などの鉱物の表面での炭素貯蔵に焦点を当てていました。 しかし、新しい結果は、植物の残留物自体が炭素を貯蔵する能力を持っていることを示しています。 これは、多くの重要なプロセスがこれらの植物の残骸の表面で直接行われるためです。
「私たちは、農作物残渣が炭素貯蔵の絶対的な中心であり、将来的にははるかに計算された方法でそれらを使用する必要があることを示しています」と、研究の共著者であり、コペンハーゲン大学の地質学部の准教授であるCarstenMüllerは述べています。天然資源管理。
植物の残留物がどのように炭素を隔離するかを理解するには、植物の組織に、光合成によって大気から植物に吸収された炭素がすでに含まれていることを知ることが重要です。 植物が腐敗すると、炭素はさまざまな方法で土壌に移動する可能性があります。
研究者たちは、土壌が炭素をどのように貯蔵しているかを分析するために、実験室で植物残留物の自然分解プロセスを模倣しました。 彼らは、南ドイツの畑から供給された土壌にトウモロコシの断片を加え、サンプルをシリンダーにカプセル化し、XNUMXか月間放置しました。 次に、化学プロセスを分析しました。
「私たちの分析によると、植物の残留物は菌類と相互作用するため、炭素貯蔵において驚くほど大きな役割を果たします。 菌類が植物の破片の周りに白い糸を投げつけると、それらは土壌と「接着」します。 その後、菌類は植物に含まれる炭素を消費します。 そうすることで、彼らは土壌に炭素を貯蔵します」とミュラーは説明します。
菌類に加えて、研究者の分析はまた、土壌構造自体が可能な炭素貯蔵の量を決定することを示しています。
「バクテリアや菌類の粘着性によって土壌が大きな固い塊に接着されると、植物の残留物がバクテリアや菌類によって消費されるのを防ぎます。そうしないと、炭素の一部が食べられ、CO2として大気中に放出されます」とWitzgall氏は言います。 。
彼女は続けて、炭素は数週間から1,000、50年まで土壌に貯蔵することができますが、通常の期間は約XNUMX年です。
茎、無精ひげ、葉などの作物残渣を腐敗させる方法は、農地の強化に関しては前代未聞ではありません。 しかし、新しい研究の背後にある研究者によると、炭素を貯蔵するためのツールとして腐った植物を展開することは、より真剣に受け止められ、拡大される戦略を検討されるべきです。
「将来の肥沃で気候に優しい農地は、炭素を隔離する方法として作物残渣を使用する必要があります。 また、腐った植物を土壌の奥深くまで加える実験も行います。これにより、炭素をさらに長期間保存できるようになります」とミュラー氏は言います。
土壌中の炭素隔離のためのより良い条件を作り出すために努力すれば、年間0.8から1.5ギガトンの炭素を貯蔵することができます。 比較すると、世界の人口は過去4.9年間で年間10ギガトンの炭素を排出しています。
全体として、研究者の発見は、将来の炭素貯蔵のための作物残渣の重要な役割と約束を理解するために使用することができます。 しかし、ウィッツガル氏はさらに、大気中の炭素を吸収できる作物や失われた森林の回復など、炭素隔離を増やすためにさまざまなイニシアチブが必要であると述べています。
情報源： コペンハーゲン大学
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