Markforskare från RUDN University har funnit att graden av ackumulering av organiskt kol i vilda, kultiverad, och övergivna jordar beror huvudsakligen på jordens typ och sammansättning, och, i mindre utsträckning, på den tid som förflutit sedan den inte längre odlades. Dessa data kommer att hjälpa till att mer exakt beräkna jordens bördighet och den totala mängden kol på planeten, samt förutsäga klimatförändringar. Resultaten publiceras i tidskriften Geoderma .

Kol på jorden finns inte bara i form av koldioxid CO ₂ , men också som olika organiska föreningar:hos djur, växter, och jord. Kolhalten i jorden beror på många faktorer:jordtyp, klimat, artsammansättning av bakterier, och typer av kolföreningar.

Det finns 220 miljoner hektar övergiven åkermark världen över, enligt FN:s livsmedelsprogram (FAO), varav en fjärdedel finns i Ryssland. Det är av yttersta vikt att förstå hur jordbruks- och efterjordbruksmarker ackumulerar och släpper ut kol, för att bygga en heltäckande och korrekt bild av dess naturliga kretslopp. Långa perioder av markodling är kända för att minska mängden kol i jorden. Om plöjningen stannar, vegetationstäcket växer tillbaka, följt av nivån av markens kol. Så, Det är viktigt att förstå hur exakt det förekommer i var och en av mer än 30 jordtyper under olika geografiska och klimatiska förhållanden.

Chefen för Centrum för matematisk modellering och design av hållbara ekosystem vid RUDN University, Yakov Kuzyakov, och hans kollegor fick reda på exakt hur jordbruksverksamhetens slut på vissa odlingsmarker påverkar ackumulerings- och sönderdelningsprocessen av kol i marken.

Undersökningsobjektet var två typer av jord. Den första var phaeozem:mörk jord, rik på humus och kalcium, liknande chernozem, men karakteristisk för områden med blötare klimat. Proverna av den samlades på territoriet till den tidigare lövskogen i den europeiska delen av Ryssland. Den andra typen var chernozem. Den samlades på stäpperna i södra Ryssland. Jordforskare var intresserade av just dessa två typer, eftersom de tillsammans utgör mer än hälften av landets åkermark och upp till 44 procent av de marker som övergavs efter 1991.

Experterna samlade flera prover av varje typ av jord:jord som aldrig har använts i jordbruket, åkerjord, och tre eller fyra prover av olika jordar som brukade plöjas, men sedan övergiven vid olika tidpunkter.

Efter det, att hitta kolföreningar som finns i jorden, proverna analyserades på olika sätt:metoden för kärnmagnetisk resonans, differentiell skanningskalorimetri, och termogravimetri, bland andra. Gaskromatografi hjälpte till att bestämma graden av CO ₂ frigöring från jorden (vilket indikerar mikrobiell aktivitet i den).

Förhållandet mellan CO -hastigheten ₂ utsläpp till mängden kol som finns kvar i jorden bestämmer kolföreningarnas motståndskraft mot nedbrytning och återspeglar graden av motstånd. Lägre värden för koldioxidutvecklingshastigheten indikerar att mer av den finns kvar i jorden, vilket betyder att den är mer stabil, och vice versa.

Data som samlats in av RUDN-forskare visar att kol frigörs lättare från mark rik på kolhydrater:feozem. Jordar som är, så att säga, svårare att smälta, dvs chernozems, innehåller mer aromatiska kolväten och frigör kol långsammare. Därför, phaeozems skadas snabbare av jordbruksanvändning, och chernozems är svårare att förstöra. Å andra sidan, kol återställs snabbare i feozem. Ökningen av andelen kol i länder som helt har återhämtat sig efter användning, jämfört med mark som används, uppgick till 134 procent. Sålänge, ökningen av tjernozemer var bara 38 procent. När alla typer av jord återhämtade sig, massan av alla kolhaltiga föreningar ökade, med O-alkyl i spetsen-den uppgick till upp till 53 procent av allt markkol.

Ökningen av koldioxidutsläpp på grund av andning av mikrober observerades också öka, från odlingsmark till jungfrulig och helt återställd jord. Men i faserna efter jordbruket, denna indikator var fortfarande två till tre gånger högre än i chernozem med samma historia.

Markforskare drog slutsatsen att det är den typ av jord som är huvudfaktorn som bestämmer 45 till 88 procent av skillnaderna i ackumulering och nedbrytning av kol i jorden. På samma gång, antalet år som landet förblev i ett övergivet tillstånd (från fem till 35) spelar en sekundär roll, och står för endast 7 till 39 procent av den totala variationen.

Övergripande, chernozems innehåller mer nedbrytningsbeständigt kol, och feozemer innehåller lättare sönderdelade kolföreningar.