Welkom bij
Moderne landbouw
!
Stel je voor dat je een koolstofmolecuul bent dat in de atmosfeer zweeft en dat het jouw missie is om van daaruit de bodem in te gaan en daar tientallen jaren te blijven.
Je eerste stap:door een open stoma in een plant glippen.
Binnenin de plant doorloop je je eerste transformatie:fotosynthese. Je bent gecombineerd met water (H2 0) en fotonen uit zonlicht om glucose te worden (C6 H1 2 O6 ). Je maakt nu deel uit van het lichaam van de plant. Vanaf hier zijn er meerdere routes naar uw bestemming, waarvan sommige veel langer duren dan andere. Je zou een deel van het lichaam van een koe kunnen worden, of een deel van haar mest. Je maakt misschien deel uit van een plant die op de grond wordt getrapt, of je maakt misschien deel uit van de wortels die periodiek ondergronds worden afgestoten.
Welke route je ook neemt, uiteindelijk beland je als organische stof in de bodem – een smakelijk maaltje voor bodemmicroben. Terwijl ze eten, ademen ze koolstof terug in de atmosfeer als CO2 . Dat betekent dat als je je missie om in de grond te blijven wilt volbrengen, je deze hongerige microben moet vermijden.
Dat is de puzzel waar wetenschappers aan hebben gewerkt, en ze hebben onlangs ontdekt hoe koolstofmoleculen ontsnappen:door zeer kleine poriën in de grond.
Een team van onderzoekers onder leiding van Alexandra Kravchenko ontdekte dat de poriën in het bereik van 30-150 µm (ongeveer de grootte van 1 tot 3 menselijke haren) koolstofmoleculen kunnen vasthouden, waardoor ze ontoegankelijk worden voor de micro-organismen die ze anders zouden consumeren en verzenden. Natuurlijk, hoe meer van deze kleine ruimtes er zijn, hoe meer koolstof effectief in de bodem wordt vastgelegd. Als we weten hoe we die omgevingen kunnen creëren, kunnen we meer koolstof vastleggen, de bodemvruchtbaarheid verbeteren, de productie van voer en de leefomgeving van wilde dieren verbeteren en de weerbaarheid tegen droogte en overstromingen vergroten.
Om ons hierbij te helpen, bestudeerden Alexandra Kravchenko en haar team gedurende een periode van negen jaar vijf teeltsystemen:continue maïs, maïs met bodembedekkers, een switchgrass-monocultuur, een populierensysteem met bomen en kreupelhout, en inheemse successie. Uiteindelijk resulteerden alleen de twee systemen met een hoge plantendiversiteit, populier en inheemse successie, in hogere niveaus van totaal koolstof.
“Wat we in de inheemse prairie ontdekten, waarschijnlijk vanwege alle interacties tussen de wortels van verschillende soorten, is dat de hele bodemmatrix bedekt is met een netwerk van poriën. De afstand tussen de locaties waar de koolstofinvoer plaatsvindt en de minerale oppervlakken waarop het kan worden beschermd, is dus erg kort, "zegt Kravchenko. Het hebben van deze direct beschikbare ontsnappingsroutes betekent dat er meer koolstof wordt vastgelegd voor de lange termijn.
Kravchenko schrijft dat de poriën van 30-150 µm geassocieerd zijn met de meest actieve micro-organismen die snel kunnen reageren op verhoogde koolstofinvoer. Wanneer deze poriën zich door de bodem verspreiden, zoals in de meer diverse systemen die het team bestudeerde, is ook het volume van de bodemmatrix dat de producten van microbiële afbraak opvangt en beschermt groter, en hoe meer koolstof in de bodem wordt opgebouwd. Dus hoewel de switchgrass-monocultuur de grootste wortelmassa had en de kleine arme ruimtes creëerde die nodig waren, ontbrak het noodzakelijke volume aan porieruimtes. Zodra de laag naast de porie verzadigd was, was de meeste koolstof geoxideerd tot CO2 en keerde terug naar de atmosfeer.
Wat dit ons vertelt, is dat simpelweg het verhogen van biomassa, in de vorm van bovengrondse resten of ondergrondse wortels, ons niet noodzakelijkerwijs helpt om meer koolstof in de bodem op te hopen. We weten nu dat de plantengemeenschap niet alleen helpt bij het bepalen van de microbiële gemeenschap in de bodem, maar door de porieruimte in de bodem toe te voegen en te veranderen, helpen ze te bepalen waar micro-organismen kunnen leven en hoe goed ze kunnen functioneren. Hoe groter de "voetafdruk" van de microbiële gemeenschap, hoe beter het is om koolstof in de bodem te houden.
De les is opnieuw dat diversiteit belangrijk is. Als je over je weiland kijkt en één soort ziet, bedenk dan hoe je er meer kunt toevoegen. Sommige mensen hebben ontdekt dat er alleen een beter begrazingsbeheer nodig is om een omgeving te creëren waarin een grotere verscheidenheid aan planten kan gedijen en groeien. Als u overweegt om te zaaien, praat dan met uw leverancier of met medewerkers van de Natural Resources Conservation Service, Conservation District of Extension in uw regio over wat voor soort mengsels het beste bij u passen. Als u rijgewassen beheert, gebruik dan een verscheidenheid aan dekgewassen. Vermijd waar mogelijk monoculturen.
Om nog meer te weten te komen over wat Kravchenko en haar team hebben geleerd, download en lees je haar tijdschriftartikel gepubliceerd in Nature Communications .
