Unika jorddata från långtidsexperiment, som sträcker sig tillbaka till mitten av artonhundratalet, bekräfta den praktiska osannolikheten att gräva ner kol i marken för att stoppa klimatförändringarna, ett alternativ som en gång aviserades som ett genombrott.

Fynden kommer från en analys av förändringshastigheten för kol i marken av forskare vid Rothamsted Research där prover har samlats in från fält sedan 1843. De publiceras idag i Global förändringsbiologi .

Idén att använda grödor för att samla in mer atmosfäriskt kol och låsa in det i markens organiska material för att kompensera för utsläpp av fossila bränslen lanserades vid COP21, den 21:a årliga partskonferensen för att granska FN:s ramkonvention om klimatförändringar i Paris 2015.

Syftet var att öka kolbindningen med "fyra delar per 1000 (4P1000)" per år under 20 år. "Initiativet välkomnades i allmänhet som lovvärt, " säger David Powlson, en jordspecialist och Lawes Trust Senior Fellow vid Rothamsted.

"Alla bidrag till att mildra klimatförändringarna är välkomna och, kanske viktigare, varje ökning av markens organiskt kol kommer att förbättra jordens kvalitet och funktion, ", tillägger han. "Initiativet har antagits av många regeringar, inklusive Storbritannien."

Men det har kommit allvarlig kritik mot initiativet. Många forskare hävdar att denna takt av kolbindning i marken är orealistisk över stora delar av planeten, noterar Powlson:"Också, ökningar av markens kol fortsätter inte i det oändliga:de går mot ett nytt jämviktsvärde och upphör sedan."

Rothamsted-forskarna använde data från 16 experiment på tre olika jordtyper, ger över 110 behandlingsjämförelser. "Resultaten visade att ökningstakten "4 per 1000" för markkol kan uppnås i vissa fall, men vanligtvis endast med extrema åtgärder som huvudsakligen skulle vara opraktiska eller oacceptabla, säger Paul Poulton, huvudförfattare och en emeritus jordspecialist.

"Till exempel, stora årliga spridningar av stallgödsel ledde till ökningar av markens koldioxid som fortsatte under många år, men mängden gödsel som krävdes överskred vida acceptabla gränser enligt EU:s förordningar och skulle orsaka massiva nitratföroreningar, "konstaterar Poulton.

Att ta bort mark från jordbruket ledde till en kraftig ökning av markens koldioxidutsläpp i Rothamsted-experimenten, men att göra detta över stora områden skulle vara mycket skadligt för den globala livsmedelssäkerheten, spela in forskarna.

Liknande, de lägger till, att återföra skörderester till jorden var effektivt för att öka kolbindningen men, i vissa länder, detta är redan gjort så kan inte betraktas som en helt ny praxis.

"Till exempel, i Storbritannien återförs för närvarande cirka 50 % av strån till marken och mycket av resten används till djurfoder eller strö, varav åtminstone en del senare återförs till jorden som gödsel, " säger Poulton. "I många andra länder, dock, skörderester används ofta som bränslekälla för matlagning. "

Att gå från kontinuerlig åkerodling till en långvarig växling av åkergrödor varvat med betesmark ledde till betydande kolökningar i marken, men endast där det fanns minst 3 års bete vart femte eller sjätte år, spela in forskarna.

"Även om det kan finnas miljöfördelar med ett sådant system, de flesta jordbrukare tycker att det är oekonomiskt under nuvarande omständigheter, " säger Powlson. "För att göra denna förändring i stor skala skulle det krävas politiska beslut angående förändringar av subventioner och jordbruksstöd. En sådan förändring skulle också ha effekter på den totala livsmedelsproduktionen."

Författarna till denna studie drar slutsatsen att det är orealistiskt och potentiellt missvisande att främja initiativet "4 per 1000" som ett stort bidrag till att minska klimatförändringarna.

De föreslår att ett mer logiskt skäl för att främja metoder som ökar markens organiskt kol är det akuta behovet av att bevara och förbättra markens funktion, både för hållbar livsmedelssäkerhet och bredare ekosystemtjänster.

För att mildra klimatförändringarna genom förändringar i jordbruksmetoder, de påpekar att åtgärder för att minska utsläppen av dikväveoxid, en växthusgas nästan 300 gånger starkare än koldioxid, kan vara effektivare.