あなたが大気中に浮遊する炭素分子であり、あなたの使命はそこから土壌に入り、そこに何十年も留まることだと想像してください。
最初のステップ – 開いたストーマから植物に滑り込みます。
植物の内部では、最初の変換である光合成が行われます。あなたは水と結合しています (H2 0) および太陽光からの光子がグルコース (C6) になる H1 2 O6 ）。あなたは今、植物の体の一部です。ここから目的地までのルートは複数あり、ルートによっては時間がかかります。あなたは牛の体の一部になったり、牛の糞の一部になったりします。あなたは土に踏みつけられる植物の一部かもしれませんし、地下で定期的に脱落する根の一部かもしれません.
どちらのルートをたどっても、最終的には有機物として土壌にたどり着きます。これは、土壌微生物にとっておいしい食事です。彼らが食べると、彼らは二酸化炭素をCO2として大気中に吸い込みます。 .つまり、土壌にとどまるという使命を達成しようとするなら、これらの飢えた微生物を避ける必要があります.
どのように逃げ出し、隔離されますか?
これは科学者が取り組んできたパズルであり、最近、炭素分子が非常に土壌中の小さな孔隙。
Alexandra Kravchenko が率いる研究チームは、30 ～ 150 µm (人間の髪の毛 1 ～ 3 本のサイズ) の範囲の細孔が炭素分子を閉じ込めることができることを発見しました。もちろん、これらの小さなスペースが多ければ多いほど、より多くの炭素が効果的に土壌に隔離されます.これらの環境を作成する方法を知ることは、より多くの炭素を隔離し、土壌肥沃度を改善し、飼料生産と野生生物の生息地を改善し、干ばつや洪水に対する回復力を高めるのに役立ちます.
これを支援するために、Alexandra Kravchenko と彼女のチームは 9 年間にわたって 5 つの作付システムを研究しました。連作トウモロコシ、被覆作物を使用したトウモロコシ、スイッチグラスの単一栽培、樹木と下草を使用したポプラ システム、および自然継承です。最終的に、植物の多様性が高い 2 つのシステム、ポプラと自生の継承のみが、より高いレベルの総炭素をもたらしました.
「おそらく多様な種の根の間のすべての相互作用のために、ネイティブのプレーリーで見つかったのは、土壌マトリックス全体が細孔のネットワークで覆われていることです.したがって、炭素の流入が発生する場所と、それを保護できる鉱物の表面との間の距離は非常に短いのです」と、Kravchenko は言います。これらの容易に利用できる逃げ道があるということは、より多くの炭素が長期にわたって隔離されることを意味します。
Kravchenko は、30 ～ 150 μm の細孔は、増加した炭素入力に迅速に反応できる最も活発な微生物に関連していると書いています。チームが研究したより多様なシステムのように、これらの細孔が土壌全体に広がっている場合、微生物分解の生成物を受け入れて保護する土壌マトリックスの量も大きくなり、より多くの土壌炭素が蓄積されます.そのため、スイッチグラスの単一栽培は最大の根の質量を持ち、必要な小さな貧弱なスペースを作成しましたが、必要な量の細孔スペースがありませんでした.細孔の隣の層が飽和すると、ほとんどの炭素は CO2 に酸化されました。 そして大気圏に戻りました。
これが教えてくれることは、地上の残留物や地下の根の形で単純にバイオマスを増やしても、必ずしも土壌により多くの炭素を蓄積するのに役立つわけではないということです.植物群集は土壌微生物群集を決定するのに役立つだけでなく、土壌の細孔空間を追加および変更することにより、微生物がどこに住み、どれだけうまく機能できるかを定義するのに役立つことがわかっています.微生物群集の「フットプリント」が大きいほど、土壌に炭素を保持するのに適しています.
これで何ができますか?
繰り返しになりますが、多様性は重要だということです。牧草地を見渡して 1 つの種を見つけたら、さらに追加する方法を考えてください。一部の人々は、放牧管理を改善するだけで、より多様な植物が繁栄し成長するのに役立つ環境を作り出すことができることに気づきました.種まきを検討している場合は、サプライヤーに相談するか、お住まいの地域の天然資源保護サービス、保護区、または拡張スタッフに、どのようなミックスが最適かについて相談してください.条作物を管理している場合は、さまざまな被覆作物を使用してください。可能な限り単一培養は避けてください。
Kravchenko と彼女のチームが学んだことについてさらに詳しく知るには、Nature Communications に掲載された彼女のジャーナル記事をダウンロードして読んでください。 .
