S kalcijem obogateno namakanje v kraških tleh pospešuje dinamiko sekvestracije ogljika z rastlinami

Povzetek

Mineralno-organski kompleksi so ključni regulatorji sekvestracije organskega ogljika v tleh v kmetijskih ekosistemih. Kalcij (Ca) kot prevladujoči mineral v tleh ima posebej pomembno vlogo pri stabilizaciji organskega ogljika v tleh. Iz številnih študij je razvidno, da lahko kalcij poveča zaloge organskega ogljika v tleh, zlasti na kraških območjih jugozahodne Kitajske, specifični mehanizmi, ki povezujejo medsebojno delovanje kalcija in organskega ogljika v tleh s povezanimi biološkimi procesi, pa so še vedno slabo razumljeni. V tej študiji smo izvedli kontrolirani poskus v lončkih s koruzo (Zea mays L.), ki smo jo 112 dni namakali z alogeno vodo z različnimi koncentracijami Ca²⁺ (2, 54 in 108 mg L^-¹), pri čemer smo podatke spremljali v 7-dnevnih intervalih ter vključili respiracijo tal, in situ koncentracije CO₂ v tleh ter frakcije ogljika v izcedni vodi, vključno s skupnim organskim ogljikom, raztopljenim organskim ogljikom in raztopljenim anorganskim ogljikom. Iz rezultatov je razvidno, da: (1) so bile ravni respiracije tal in koncentracije CO₂ v rizosferi koruze postopno višje kot v kontrolnih tleh brez rastlinja in je bila razvidna izrazita časovna dinamika, (2) so bile koncentracije skupnega organskega ogljika, raztopljenega organskega ogljika in raztopljenega anorganskega ogljika v izcedni vodi v sistemih z rastlinjem precej višje v primerjavi z golimi tlemi, kar kaže na povečana zbiranje in preoblikovanje ogljika zaradi vpliva rastlin, (3) so se viri raztopljenega anorganskega ogljika med posameznimi obdelavami razlikovali, pri čemer je bila karbonatna kamnina prevladujoč vir v tleh, na katerih se je gojila koruza, v tleh brez rastlinja pa je bil glavni vir CO₂ iz tal oziroma ozračja. Ti rezultati kažejo, da lahko namakanje z vodo, bogato s kalcijem, v kombinaciji z rastlinsko in mikrobno aktivnostjo pomembno spremeni tokove ogljika ter poteke razpadanja karbonatnih kamnin v apnenčastih tleh zaradi vremenskih vplivov, kar omogoča mehanistični vpogled v biološko posredovane procese sekvestracije ogljika v kraških kmetijskih ekosistemih jugozahodne Kitajske.