Afklaring af beviser:Forskere undersøger processer, der understøtter jordens sundhed

Sund jord indeholder kulstof - og et mysterium. Noget kulstof forbliver i jorden i årtusinder, men nogle nedbrydes hurtigt og slipper ud i atmosfæren.

Den seneste forskning fra Ganga Hettiarachchi, Kansas State University professor i jord- og miljøkemi i afdelingen for agronomi, hjælper forskere med at løse dette mysterium.

Forskere, der ønsker at holde kulstof i jorden, troede tidligere, at nogle typer kul var mere stabile end andre, men nyere arbejde har antydet, at alt kul er nedbrydeligt. Hettiarachchi og hendes forskerhold har anvendt en ny teknik til at studere jordkemi og fundet direkte bevis for, at det omgivende miljø og forvaltningspraksis i høj grad påvirker jordens kulstofstabilitet.

Deres undersøgelse, "Undersøgelse på sub-mikron-niveau afslører utilgængeligheden af ​​stabiliseret kulstof i jordmikroaggregater, "udgives i Videnskabelige rapporter , et naturforskningstidsskrift.

Hettiarachchi ledede et team, der kortlagde kemisk information i små jordprøver ved at tilpasse billeddannelses- og analyseteknikker, der bruges på andre områder, såsom materialevidenskab og biologisk videnskab. Ved hjælp af scanningstransmission røntgenmikroskopi kombineret med nærkant røntgenabsorbering fin struktur spektroskopi, kendt som STXM-NEXAFS, for jord - plus analyse af data - var udfordrende, men det gav samtidig indsamling af både rumlige og kemiske/fysiske oplysninger. Hettiarachchi sagde, at det årelange projekt gav værdifulde resultater.

"Vi ved, at jord har potentiale til at være en" vask "for kulstof, "sagde hun." Forstå mekanismerne til kulstoflagring, eller sekvestrering, kan hjælpe os med at vælge ledelsespraksis, der tilskynder til kulstofbinding. "

Kulbinding hjælper landmænd med at opretholde jordens sundhed og produktivitet og beskytter mod klimaændringer. Hettiarachchis undersøgelse fandt ud af, at ingen-till-forvaltningspraksis og afgrøderotationer hjalp med at beskytte kulstof i jorden på lang sigt. Forskerne brugte jordprøver, der kom fra Brasilien, et tropisk agroøkosystem, under denne ledelsespraksis i en periode på 25 år. Forberedelse af prøver krævede at mætte dem med vand, snap fryser dem med flydende nitrogen, at skære dem med en diamantkniv og derefter tage dem til at indsamle spektromikroskopiske data på Advanced Light Source i Berkeley, Californien, og canadisk lyskilde i Saskatoon, Saskatchewan. Teamet brugte traditionelle bulkjordanalyseteknikker til at supplere deres resultater.

"Selvom det var udfordrende, den teknik, vi brugte, er en meget kraftfuld teknik, "sagde Pavithra Pitumpe Arachchige, en postdoktor, der arbejdede på projektet med Hettiarachchi som doktorand. "Vi var i stand til at forestille og studere sammensætningen af ​​meget små jordaggregater med bevarede naturlige forhold."

"Anvendelse af nye teknikker til jordens kulstofkemi giver en bedre forståelse af den rolle, jordmikrobiomet spiller i jordens kulstofs skæbne, "sagde Chuck Rice, universitetsprofessor i agronomi. "Kulstof er nøglen til jordens sundhed og miljøet."

Gruppen studerer også Kansas -jord og har flere publikationer snart. Hettiarachchi sagde, at testning af jord fra kontrasterende klimaer og agroøkosystemer var vigtig, fordi tropiske miljøer tilskynder til hurtig nedbrydning af jordens kulstof.

"Selv der, visse forvaltningspraksis og komplekse afgrøderotationer hjælper, " hun sagde.