Som en måde at bekæmpe klimaændringer på, ikke alle jorde er skabt lige

Når planeten opvarmes på grund af overskydende kuldioxid i atmosfæren, en løsning til at trække det kulstof ned - eller i det mindste en stor del af det - ligger stille under os.

Jordens organiske stof - lavet af nedbrydningsplanter, dyre- og mikrobielt væv - er det, der adskiller sundt, livlig jord fra almindeligt snavs. Udgør omkring 3 % af produktiv landbrugsjord, organisk materiale i jorden er en effektiv "kulstofvask", der kan opbevare, i jorden, kuldioxidplanterne trækker fra atmosfæren. Sammen med at reducere udledningen af ​​fossile brændstoffer, at bruge jord som store kulstofdræn betragtes som en nøglestrategi i bekæmpelsen af ​​klimaændringer.

At opsamle jordens organiske stof effektivt og bæredygtigt kræver en dybere forståelse af dets dannelse, vedholdenhed og funktion. Og ifølge Colorado State University-forskere, ikke alt organisk materiale i jorden er skabt lige.

Et sæt undersøgelser ledet af CSU-jordforsker Francesca Cotrufo tilbyder en ny nuanceret forståelse af forskellige jordorganiske stoffers komponenter, som kan øges gennem forskellige forvaltningsstrategier. Udgiver i Global forandringsbiologi , Cotrufo og medforfatterne Jocelyn Lavallee og Jennifer Soong etablerer en ramme for klassificering af jordens organiske stof i to brede kategorier, der er fundamentalt forskellige i oprindelse og makeup. I en relateret undersøgelse i Natur Geovidenskab , Cotrufo ledede en eksperimentel og statistisk undersøgelse af disse jordorganiske stoffers komponenter på tværs af europæiske skove og græsarealer.

Kun ved at anerkende mangfoldigheden af ​​jordens organiske stof kan videnskaben, Regeringen og landbruget bevæger sig fremad med kulstofbinding for at hjælpe med at vende bølgen af ​​klimaændringer og samtidig øge sundheden for vores jord, siger forskerne.

"På grund af tusinder af års historisk arealanvendelse og konventionelt landbrug, vi har bidraget til at forbruge jordens organiske stof og udsende kulstof fra jorden til atmosfæren, " siger Cotrufo, professor ved Institut for Jord- og Afgrødevidenskab og seniorforsker i Naturressourceøkologilaboratoriet. "Nu, vi har mulighed for at lægge den tilbage."

To forskellige pools

Den mulighed, Cotrufo og kolleger siger, kommer med at tænke på jordens organiske stof som havende to hovedkomponenter.

Den første kaldes "partikelformigt organisk stof, "består af letvægts, delvist nedbrudte planter og svamperester, der er kortlivede og ikke godt beskyttet.

Den anden er "mineralassocieret organisk stof, " hovedsageligt lavet af biprodukter fra nedbrydning af mikrober, der kemisk binder til mineraler i jorden. Denne type stof er mere modstandsdygtig og i stand til at bestå i jorden i århundreder.

Indsigt omkring dannelsen af ​​disse forskellige jordklasser spirede fra tidligere arbejde Cotrufo udgivet i 2013, etablering af en "mineralstabiliseringsramme for mikrobiel effektivitet", der ændrede den måde, videnskabsmænd forstår, hvordan organisk stof forbliver i jord. Cotrufo og kolleger foreslog, at mikrobiel nedbrydning af plantemateriale kan fungere som en stabilisator for jordens organiske stof; man troede tidligere, at bevarelse af kulstof i jorden ville kræve standsning af nedbrydning.

Cotrufo kalder partikler for organisk materiale jordbundens "kontrolkonto". Det vender konstant og understøtter næringsstofcyklus, men kræver regelmæssige aflejringer for at forblive vital. Mineral-associeret organisk materiale, derefter, er "opsparingskontoen":den får en mindre del af indskud, men er i sagens natur mere stabil.

konventionelt landbrug, Cotrufo siger, har fået os til at opbruge vores checkkonto og begynde at leve af vores opsparing. Dette sker på grund af gårde, der vælger få afgrøder med minimal rodproduktion, høste meget af den overjordiske biomasse, og opretholdelse af få og kemisk homogene plantetilførsler til jorden.

Stik fra naturen

Ved at tage spor fra naturen og forstå, hvordan naturlige prærier og skove administrerer deres jordkontrol- og opsparingskonti, mere fremsynede strategier er mulige for at øge landbruget og arealanvendelsen til at blive mere bæredygtig, siger Cotrufo. For at regenerere sund jord, der kan opfange overskydende kulstof, begge typer af jordbassiner skal udvides, tilføjer hun.

Skriver ind Natur Geovidenskab , forskerne viste, at europæiske græsarealer og skove med symbiotiske partnerskaber mellem svampe og planter lagrer mere jordkulstof i kvælstofkrævende mineral-associeret organisk materiale. Men skove, der er afhængige af symbiose med andre svampearter, lagrer mere kulstof i partikelformigt organisk stof, som er mere sårbar over for forstyrrelser, men har et lavere nitrogenbehov og kan akkumulere kulstof på ubestemt tid.

Cotrufo vil fortsætte med at forske i, hvordan partikelformigt og mineral-associeret jordorganisk stof fordeler sig, med planer om at inkorporere amerikanske landundersøgelser i hendes datasæt. Cotrufo blev også for nylig udnævnt til Nutrien Distinguished Scholar of Agricultural Sciences ved CSU, en etårig pris på $12, 000 reserveret til fremtrædende fakulteter, der har betydelig indflydelse på deres områder.