Ученые в буквальном смысле высветили новую роль удобрений с кальцием в борьбе с изменением климата.

У кальция, входящего в состав распространенных удобрений для улучшения почвы, например, мелиорант известняковая мука, есть одно важное свойство, которое может привести к более стратегическому использованию этого минерала в сельском хозяйстве.

Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей Грега Баски из канадского Центра синхротронного света Canadian Light Source (CLS), расположенного в Университете Саскачевана, об исследованиях кальция под лучами CLS: «Фермеры добавляют кальций в почву по нескольким причинам, связанным главным образом с повышением урожайности, включая регулирование pH и улучшение структуры почвы. Теперь, используя лучи CLS, ученые из Корнельского университета и Университета Пердью определили ранее не выявленный механизм, запускаемый кальцием при его добавлении в почву. Оказывается, кальций – это не просто раскислитель, но и мощный медиатор взаимодействий между микробами, минералами и органическими веществами.

Ученые, зная о том, что кальций влияет на стабилизацию органических веществ в почве, хотели понять, какие микробы задействованы в процессе и как они работают. Микробы - это микроскопические организмы, живущие в воздухе, почве и воде, в почве они перерабатывают органические вещества почвы и способствуют росту растений.

«Мы показали, что, добавляя кальций в почву, мы изменили сообщество микробов в почве и то, как они перерабатывают органические вещества. Они переработали его более эффективно — больше углерода удерживалось в почве и меньше терялось в атмосферу в виде CO 2», — говорит ведущий исследователь Итамар Шабтай, научный сотрудник Сельскохозяйственной экспериментальной станции Коннектикута. 

Углерод, который составляет около половины органического вещества в почве, невероятно важен почти для всех свойств почвы, говорит Шабтай, который проводил исследование в рамках своей постдокторской стажировки в Корнельском Университете. 

«Почвы, насыщенные углеродом, как правило, более здоровы. Они лучше удерживают воду в условиях засухи. Почвы с более высоким содержанием органического углерода также способны эффективно доставлять питательные вещества растениям и способствовать росту растений, и они более устойчив к эрозии. С глобальной точки зрения, почвы содержат значительное количество углерода, больше, чем растения и атмосфера вместе взятые, поэтому удержание этого углерода может помочь решить проблему изменения климата. Если мы сможем увеличить содержание углерода в почве, мы, возможно, сможем остановить увеличение содержания CO2 в атмосфере, которое мы наблюдаем», пояснил он.

В синхротронном центре Canadian Light Source есть несколько линий лучей, предназначенных для применения в науке. В данном случае ученые сначала использовали луч SGM (монохроматор со сферической решеткой высокого разрешения для рентгеновской спектроскопии), чтобы измерить количества растительного материала, разложившегося после добавления кальция. Затем они применили луч Mid IR (инфракрасная спектромикроскопическая визуализация с пространственным разрешением и фотоакустическая спектроскопия), который позволил идентифицировать и количественно оценить стабилизированный углерод в почве.

«Эти данные, которые мы получили при помощи различных линий лучей, невозможно собрать каким-либо другим способом», - пояснил Шабтай.

Выводы исследователей, опубликованные в журнале «Nature Communications 14, no. 1 (2023): 6609», потенциально могут принести пользу сельскохозяйственным производителям, предоставив им еще один инструмент, который поможет сохранить и улучшить содержание органических веществ в их почвах. 

«Теперь, когда мы лучше понимаем, как кальций может влиять на то, как микробы улучшают содержание углерода в почве, мы, возможно, будем использовать популярные почвенные мелиоранты, такие как известь и гипс, содержащий кальций, с новым значением», заключил ученый. 

https://www.agroxxi.ru/zhurnal-agroxxi/novosti-nauki/kak-pochvennye-melioranty-s-kalciem-zapirayut-v-zemle-globalnoe-poteplenie.html