Почвоведы выяснили, как восстанавливаются заброшенные пашни

Почвоведы из РУДН установили, что скорость накопления органического углерода в целинных, возделываемых и заброшенных почвах зависит в основном от типа и состава почвы, и лишь в меньшей степени — от времени, прошедшего с момента прекращения её обработки. Эти данные помогут точнее рассчитывать плодородие почв и общее количество углерода на планете, а также прогнозировать изменение климата. Результаты опубликованы в журнале Geoderma.

Учёные под руководством Якова Кузякова изучили, как прекращение сельскохозяйственной деятельности влияет на процессы накопления и разложения углерода в почве. Объектами исследования стали два типа почв: фазозём (тёмная почва, богатая гумусом, собранная в европейской части России) и чернозём (собранный в степях юга России). Вместе они составляют более половины пашни страны и до 44% земель, заброшенных после 1991 года.

Исследователи собрали образцы целинной, пахотной и заброшенной в разное время (от 5 до 35 лет) почвы каждого типа. Для анализа углеродных соединений применялись методы ядерного магнитного резонанса, дифференциальной сканирующей калориметрии и термогравиметрии. Газовая хроматография помогла определить скорость выделения CO₂, что указывает на микробную активность.

Данные показали, что углерод легче высвобождается из богатых углеводами фазозёмов. Чернозёмы, содержащие больше ароматических углеводородов, отдают углерод медленнее. Соответственно, фазозёмы быстрее деградируют при сельхозиспользовании, но и восстанавливаются быстрее: прирост доли углерода в полностью восстановленных землях по сравнению с пахотными составил 134%. Для чернозёмов этот показатель — лишь 38%. По мере восстановления во всех типах почв увеличивалась масса углеродных соединений, особенно O-алкилов (до 53% всего почвенного углерода).

Учёные пришли к выводу, что именно тип почвы является основным фактором, определяющим 45–88% различий в накоплении и разложении углерода. Время, в течение которого земля оставалась заброшенной, играет второстепенную роль и объясняет лишь 7–39% общей изменчивости. В целом чернозёмы содержат более устойчивый к разложению углерод, а фазозёмы — более легко разлагаемые соединения.