I många regioner i världen, jordbruk måste bedrivas på markområden som kategoriseras som histosoler. Histosoler har ett tjockt lager av rikt organiskt material, kallas torv.

Forskarna är oroliga, eftersom jordbruk kan göra att dessa jordar förlorar värdefullt kol.

Det är där Jacynthe Dessureault-Rompré och hennes team vid Laval University i Kanada kommer in. Hon försöker visa att histosoler kan användas på ett hållbart sätt för jordbruk.

Att göra detta, forskargruppen genomförde ett tvåstegsexperiment som innebar att olika sorters växtmaterial tillsattes i jorden. Deras arbete liknar hur en trädgårdsmästare kan lägga kompost till jorden för att lägga till näringsämnen som har gått förlorade.

"Det första målet var att få en bättre förståelse för nedbrytning av växtmaterial, ", säger Dessureault-Rompré. "Vi tittade på nedbrytningskvaliteter hos specifika växtmaterial och hur dessa påverkade långsiktiga kollager i jorden. Det andra målet var att bestämma vilken anläggning som presterade bäst baserat på simuleringar av den långsiktiga kollagringen i marken."

Kol i dessa jordar går förlorat genom erosion, jordbearbetning och en naturlig process som kallas mineralisering. Kolet frigörs från marken som koldioxid, en skadlig växthusgas, in i atmosfären.

För deras första experiment, teamet använde tre vanliga biomassagrödor:sorghum, miscanthus, och pil. De lade växtmaterial från dessa grödor i permeabla påsar och placerade påsarna direkt i jorden.

Sedan, de analyserade vilka växtmaterial som hade de bästa nedbrytningsegenskaperna. De som bryts ner långsamt är bäst för att lagra kol i jorden längre.

"Fältnedbrytningsstudien gav oss data om vad som hände med de tre olika växtmaterialen under en period av 17 månader, " Dessureault-Rompré säger. "En bra kandidat är en gröda som kommer att hålla längre i jorden eftersom uppbyggnaden av kolförrådet blir mer effektivt, därför behöver du mindre biomassa som appliceras varje år. Växtmaterialets stabilitetsegenskaper är mycket viktiga."

Nästa, forskare använde nedbrytningsdata för att simulera hur mycket varje växt skulle hjälpa jorden under en lång tidsperiod. De fann att miscanthus och pil presterade mycket bättre än sorghum. De beräknade också mängder av växterna som skulle hjälpa jordarna att bli mest hållbara.

"Om du har en gröda som miscanthus som bryts ner mindre än sorghum, uppbyggnaden under åren är mycket effektivare, " förklarar hon. "Simuleringsdelen gav ett nytt perspektiv eftersom vi då kunde se att koljämvikt är något som kan uppnås. Det var fantastiskt att se att att lägga till växtmaterial år efter år gör det möjligt för bönder att övervinna kolet som går förlorat under odling i histosoler."

Hon tillägger att det är svårt att uppskatta när dessa bönder skulle kunna ta till sig denna praxis. Dock, det är möjligt att inom de närmaste 10 åren, denna nya markvårdspraxis skulle kunna användas av jordbrukare.

Även om många forskare inte tror att histosoler bör användas för jordbruk, många av bönderna har inget val. För jordbrukssamhället, bearbetningsanläggningar och distributionstjänster för att försörja sig, bönder måste odla grödor på den mark som är tillgänglig för dem.

Resultaten från Dessureault-Rompré och hennes team är viktiga för att lindra oro. Denna forskning visar att det är möjligt att odla dessa jordar på ett hållbart sätt.

"Jag var rädd att den här forskningen skulle kritiseras eftersom det är ett väldigt nytt sätt att se på växtodling på dessa mycket speciella jordar, " säger hon. "Många forskare tror att odlade histosoler bör föras tillbaka till sitt naturliga tillstånd eller att nedbrytningsprocessen av dessa jordar är irreversibel. Men det här projektet syftar verkligen till att utveckla ett hållbart sätt att odla högvärdiga grödor på dessa jordar.