Широко распространенная практика возвращения растительных остатков на пахотные земли служит для восстановления питательных веществ в почве и ее улучшения. Тем не менее, новые данные указывают на то, что метод внесения соломы может оказывать значительное влияние на эффективность ограничения выбросов закиси азота — парникового газа с высоким потенциалом глобального потепления. исследование Шаньдунского сельскохозяйственного университета Исследование продемонстрировало, что способ обработки соломы оказывает существенное воздействие на степень ограничения выбросов закиси азота.

В ходе исследования было проведено сравнение различных методов переработки соломы на засоленных и щелочных почвах, удобренных азотом, в результате чего было установлено, что гранулированная солома обеспечивает наиболее заметное снижение выбросов закиси азота (N₂O). При низком содержании азота использование гранулированной соломы позволило сократить общие выбросы на 45,7% по сравнению с необработанной почвой.

По словам Юпина Чжугэ, основного автора исследования из Шаньдунского сельскохозяйственного университета, «физическое состояние и метод обработки соломы способны влиять на процессы круговорота азота в микробиологической среде, что непосредственно сказывается на объеме закиси азота, выделяемой почвой».

Проведенное исследование было направлено на изучение особенностей засоленных и щелочных почв, которые обычно отличаются повышенным уровнем pH, избыточным содержанием солей и недостатком органического углерода. Владельцы сельскохозяйственных угодий нередко применяют азотные удобрения для поддержания продуктивности таких земель, однако использование азота может также провоцировать микробную активность, приводящую к образованию N₂O.

В рамках эксперимента, который длился 90 дней и включал инкубацию образцов почвы, был задействован грунт, полученный на демонстрационном участке, предназначенном для улучшения засоленных и щелочных почв в Китае. В ходе исследования были рассмотрены две дозы азотных удобрений, соответствующие 120 и 240 килограммам на гектар. Ученые сравнили необработанную почву с четырьмя вариантами, включающими измельченную солому, гранулированную солому, компостированный навоз от скота, получавшего солому в качестве корма, и обугленную солому.

Увеличение концентрации азота привело к росту выбросов N₂O на 41,6%. Тем не менее, все четыре варианта с использованием соломы продемонстрировали снижение выбросов по сравнению с контрольной группой, в которой солома отсутствовала. Наименьший суммарный объем выбросов был отмечен при использовании гранулированной соломы, тогда как обугленная солому оказалась наименее эффективной. Также наблюдались изменения во времени выбросов: в необработанной почве пик концентрации N₂O приходился на 30-й день эксперимента, а в почвах с добавлением соломы – на 60-й день.

В дальнейшем исследователи проанализировали микроорганизмы, участвующие в процессах круговорота азота. Было установлено, что выбросы N₂O находятся в прямой зависимости от распространенности гена amoAУстановлено, что у аммонифицирующих бактерий наблюдается наиболее выраженная взаимосвязь с выделением N₂O. Использование соломы способствовало снижению их встречаемости.

Включение соломы также привело к изменению структуры микробного сообщества, отвечающего за окисление аммиака. Относительная численность Nitrosovibrio увеличилась, а Nitrosospiraуменьшилась, что свидетельствует о том, что воздействие повлияло не только на количество бактерий, окисляющих аммиак, но и на преобладающие группы внутри этой популяции.

Полученные данные, опубликованные в журнале Nitrogen Cycling, демонстрируют существенное различие в механизмах контроля выбросов парниковых газов в сельскохозяйственной отрасли: возвращение растительных остатков может способствовать уменьшению эмиссии N₂O, однако степень этого влияния определяется способом обработки и внесения соломы.