Gli scienziati del suolo della RUDN University hanno scoperto che il tasso di accumulo di carbonio organico in natura, coltivato, e terreni abbandonati dipende principalmente dal tipo e dalla composizione del suolo, e, in misura minore, nel tempo trascorso da quando non era più coltivato. Questi dati aiuteranno a calcolare in modo più accurato la fertilità del suolo e la quantità totale di carbonio sul pianeta, oltre a prevedere i cambiamenti climatici. I risultati sono pubblicati sulla rivista Geoderma .

Il carbonio sulla Terra è contenuto non solo sotto forma di anidride carbonica CO ₂ , ma anche come vari composti organici:negli animali, impianti, e suolo. Il contenuto di carbonio nel suolo dipende da molti fattori:tipo di suolo, clima, composizione delle specie di batteri, e tipi di composti del carbonio.

Nel mondo ci sono 220 milioni di ettari di seminativi abbandonati, secondo il Programma Alimentare delle Nazioni Unite (FAO), un quarto dei quali in Russia. È della massima importanza capire come i terreni agricoli e post-agricoli accumulano e rilasciano carbonio, al fine di costruire un quadro completo e accurato del suo ciclo naturale. È noto che lunghi periodi di coltivazione della terra riducono la quantità di carbonio nel suolo. Se l'aratura si ferma, la copertura vegetale ricresce, seguito dal livello di carbonio del suolo. Così, è importante capire esattamente come si verifica in ciascuno degli oltre 30 tipi di suolo in diverse condizioni geografiche e climatiche.

Il capo del Center for Mathematical Modeling and Design of Sustainable Ecosystems presso l'Università RUDN, Yakov Kuzyakov, ei suoi colleghi hanno scoperto esattamente come la cessazione delle attività agricole su alcuni terreni coltivati ​​influenzi i processi di accumulo e decomposizione del carbonio nel suolo.

L'oggetto di studio erano due tipi di terreno. Il primo era phaeozem:terra scura, ricco di humus e calcio, simile a chernozem, ma caratteristico delle zone con un clima più umido. I campioni sono stati raccolti nel territorio dell'ex foresta decidua nella parte europea della Russia. Il secondo tipo era chernozem. È stato raccolto nelle steppe nel sud della Russia. Gli scienziati del suolo erano interessati proprio a questi due tipi, perché insieme costituiscono più della metà della terra arabile del paese e fino al 44 per cento delle terre abbandonate dopo il 1991.

Gli esperti hanno raccolto diversi campioni di ogni tipo di suolo:suolo mai utilizzato in agricoltura, terreno coltivabile, e tre o quattro campioni di terreni diversi che venivano arati, ma poi abbandonato in vari momenti.

Dopo di che, per trovare i composti di carbonio contenuti nel suolo, i campioni sono stati analizzati in vari modi:il metodo della risonanza magnetica nucleare, calorimetria differenziale a scansione, e termogravimetria, tra gli altri. La gascromatografia ha aiutato a determinare il tasso di CO ₂ rilascio dal suolo (che indica l'attività microbica in esso).

Il rapporto del tasso di CO ₂ il rilascio alla quantità di carbonio che rimane nel suolo determina la resistenza dei composti del carbonio alla decomposizione e riflette il grado di resistenza. Valori più bassi per il tasso di evoluzione dell'anidride carbonica indicano che ne rimane di più nel suolo, il che significa che è più stabile, e viceversa.

I dati raccolti dagli scienziati RUDN mostrano che il carbonio viene rilasciato più facilmente dai terreni ricchi di carboidrati:i feozemi. Suoli che sono, per così dire, più difficile da sciogliere, cioè chernozem, contengono più idrocarburi aromatici e rilasciano carbonio più lentamente. Perciò, i feozemi vengono danneggiati più rapidamente dall'uso agricolo, e i chernozem sono più difficili da rovinare. D'altra parte, il carbonio viene ripristinato più velocemente nei feozemi. L'aumento della quota di carbonio nei terreni che hanno completamente recuperato dopo l'uso, rispetto ai terreni in uso, ammontava al 134 per cento. Intanto, l'aumento dei chernozem è stato solo del 38%. Poiché tutti i tipi di terreno recuperati, la massa di tutti i composti contenenti carbonio è aumentata, con l'O-alchile in testa, rappresentava fino al 53 percento di tutto il carbonio del suolo.

È stato osservato anche un aumento del rilascio di anidride carbonica dovuto alla respirazione dei microbi, dai terreni coltivati ​​ai terreni vergini e completamente recuperati. Ma nei feozemi post-agricoli, questo indicatore era ancora da due a tre volte superiore rispetto ai chernozem con la stessa storia.

Gli scienziati del suolo hanno concluso che è il tipo di suolo il fattore principale che determina dal 45 all'88 percento delle differenze nell'accumulo e nella decomposizione del carbonio nel suolo. Allo stesso tempo, il numero di anni in cui il terreno è rimasto in stato di abbandono (da cinque a 35) gioca un ruolo secondario, e rappresenta solo dal 7 al 39% della variabilità totale.

Globale, I chernozem contengono più carbonio resistente alla decomposizione, e i feozemi contengono composti di carbonio più facilmente decomposti.