Исследователи ставят под сомнение опубликованные темпы секвестрации органического углерода в почве при нулевой обработке

В течение последних 20 лет исследователи публиковали данные о темпах секвестрации органического углерода в почве. Многие результаты предполагали, что органический углерод можно накапливать, просто переходя от отвальной или традиционной обработки почвы к системе нулевой обработки. Однако появляется всё больше исследований, свидетельствующих, что системы нулевой обработки в севооборотах кукурузы и сои без покровных культур, мелких зерновых и кормовых трав могут не увеличивать запасы почвенного органического углерода с заявленными темпами.

«Некоторые исследования показали, что как отвальные, так и системы нулевой обработки фактически теряют запасы почвенного органического углерода с течением времени», — заявил почвовед из Университета Иллинойса Кен Олсон, руководивший обзором.

Команда старших исследователей из университетов Иллинойса, Висконсина, Айовы и Огайо изучила опубликованную литературу по почвоведению и обработке почвы, связанную с секвестрацией, хранением, удержанием и потерей органического углерода. После анализа сотен оригинальных и обзорных работ для детального рассмотрения было отобрано 120 статей.

Олсон пояснил, что разница между участками с нулевой и отвальной обработкой в конце долгосрочного исследования является лишь мерой чистой разницы в запасах углерода между вариантами и не подтверждает утверждения о секвестрации. На склоновых и эродируемых участках системы нулевой обработки сохраняют больше углерода в поверхностном слое (0–15 см) из-за меньшего нарушения и эрозии почвы. Однако, по его словам, необходимо отбирать пробы и из подповерхностных слоев. «Этот подповерхностный слой при нулевой обработке часто теряет со временем больше запасов углерода, чем накапливается в поверхностном слое».

Команда выявила ряд методологических факторов, которые могут приводить к ошибкам в заявленных темпах секвестрации, включая: несоответствующие методы, отсутствие данных по более глубоким слоям и объёмной массе почвы, непринятие во внимание углерода из внешних источников (удобрений, навоза, эрозионных наносов), влияние естественной изменчивости и недостаточную частоту отбора проб. Также было отмечено, что разные исследователи используют разное определение секвестрации.

Исследователи предложили чёткое определение: секвестрация почвы — это процесс переноса CO₂ из атмосферы в почву земельного участка через растения, растительные остатки и другие органические твёрдые вещества, которые сохраняются в составе органического вещества почвы (гумуса). Для подтверждения секвестрации практики управления должны приводить к чистому увеличению запасов углерода по сравнению с исходным уровнем и к чистому сокращению уровня CO₂ в атмосфере. Углерод из внешних источников (внесённый на участок) не может считаться секвестрированным.

В качестве эталона команда использовала долгосрочное исследование на сельскохозяйственной станции Диксон-Спрингс (Университет Иллинойса), где имелись все необходимые исходные данные по свойствам почвы до начала обработки и проводился частый отбор проб. Сравнение двух методов анализа — парного сравнения (нулевая vs отвальная обработка) и сравнения с исходным уровнем — показало, что первый метод завышает оценку секвестрации.

Исследователи рекомендуют: 1) отказаться от метода парного сравнения в пользу метода сравнения с исходным уровнем; 2) временно остановить существующие долгосрочные эксперименты, отобрать пробы по новому протоколу, а затем возобновить их для определения урожайности. Отбор почвенных проб можно проводить в невегетационный сезон.