Los científicos del suelo de la Universidad RUDN han descubierto que la tasa de acumulación de carbono orgánico en la naturaleza, cultivado, y suelos abandonados depende principalmente del tipo y composición del suelo, y, en un grado menor, en el tiempo transcurrido desde que dejó de cultivarse. Estos datos ayudarán a calcular con mayor precisión la fertilidad del suelo y la cantidad total de carbono en el planeta. así como predecir el cambio climático. Los resultados se publican en la revista Geoderma .

El carbono en la Tierra está contenido no solo en forma de dióxido de carbono CO ₂ , sino también como varios compuestos orgánicos:en animales, plantas y suelo. El contenido de carbono en el suelo depende de muchos factores:tipo de suelo, clima, composición de especies de bacterias, y tipos de compuestos de carbono.

Hay 220 millones de hectáreas de tierras cultivables abandonadas en todo el mundo, según el Programa de Alimentos de las Naciones Unidas (FAO), una cuarta parte se encuentra en Rusia. Es de suma importancia comprender cómo las tierras agrícolas y posagrícolas acumulan y liberan carbono, con el fin de construir una imagen completa y precisa de su ciclo natural. Se sabe que los largos períodos de cultivo de la tierra reducen la cantidad de carbono en el suelo. Si se detiene el arado, la cubierta vegetal vuelve a crecer, seguido del nivel de carbono del suelo. Entonces, Es importante comprender cómo ocurre exactamente en cada uno de los más de 30 tipos de suelo en diferentes condiciones geográficas y climáticas.

El director del Centro de Modelado y Diseño Matemático de Ecosistemas Sostenibles de la Universidad RUDN, Yakov Kuzyakov, y sus colegas descubrieron exactamente cómo el cese de las actividades agrícolas en determinadas tierras de cultivo afecta los procesos de acumulación y descomposición del carbono en el suelo.

El objeto de estudio fueron dos tipos de suelo. El primero fue phaeozem:suelo oscuro, rico en humus y calcio, similar a chernozem, pero característico de zonas de clima más húmedo. Las muestras se recolectaron en el territorio del antiguo bosque caducifolio en la parte europea de Rusia. El segundo tipo fue chernozem. Fue recolectado en las estepas del sur de Rusia. Los científicos del suelo estaban interesados ​​precisamente en estos dos tipos, porque juntos constituyen más de la mitad de la tierra cultivable del país y hasta el 44 por ciento de las tierras abandonadas después de 1991.

Los expertos recogieron varias muestras de cada tipo de suelo:suelo que nunca se ha utilizado en agricultura, suelo cultivable, y tres o cuatro muestras de diferentes suelos que solían ser arados, pero luego abandonado en varios momentos.

Después, para encontrar compuestos de carbono contenidos en el suelo, las muestras se analizaron de diversas formas:el método de resonancia magnética nuclear, calorimetría diferencial de barrido, y termogravimetría, entre otros. La cromatografía de gases ayudó a determinar la tasa de CO ₂ liberación del suelo (lo que indica actividad microbiana en él).

La relación de la tasa de CO ₂ la liberación de la cantidad de carbono que queda en el suelo determina la resistencia de los compuestos de carbono a la descomposición y refleja el grado de resistencia. Los valores más bajos de la tasa de evolución de dióxido de carbono indican que permanece más en el suelo, lo que significa que es más estable, y viceversa.

Los datos recopilados por los científicos de la RUDN muestran que el carbono se libera más fácilmente de los suelos ricos en carbohidratos:los feozems. Suelos que son, por así decirlo, más difícil de derretir es decir, chernozems, contienen más hidrocarburos aromáticos y liberan carbono más lentamente. Por lo tanto, los phaeozems se dañan más rápido por el uso agrícola, y los chernozems son más difíciles de arruinar. Por otra parte, el carbono se restaura más rápidamente en los feozems. El aumento de la proporción de carbono en tierras que se han recuperado completamente después de su uso, en comparación con las tierras en uso, ascendió al 134 por ciento. Mientras tanto, el aumento de chernozems fue solo del 38 por ciento. Como se recuperaron todos los tipos de suelo, la masa de todos los compuestos que contienen carbono aumentó, con O-alquilo a la cabeza, representaba hasta el 53 por ciento de todo el carbono del suelo.

También se observó que aumentaba el aumento en la liberación de dióxido de carbono debido a la respiración de los microbios, desde tierras de cultivo hasta suelos vírgenes y totalmente recuperados. Pero en los phaeozems posagrícolas, este indicador seguía siendo dos o tres veces más alto que en los chernozems con la misma historia.

Los científicos del suelo concluyeron que es el tipo de suelo el principal factor que determina del 45 al 88 por ciento de las diferencias en la acumulación y descomposición del carbono en el suelo. Al mismo tiempo, el número de años que la tierra permaneció en estado de abandono (de cinco a 35) juega un papel secundario, y representa sólo del 7 al 39 por ciento de la variabilidad total.

En general, Chernozems contienen carbono más resistente a la descomposición, y los feozems contienen compuestos de carbono que se descomponen más fácilmente.