близько
конопля

Як працює уловлювання вуглецю в ґрунті і чи може конопля допомогти?

Вуглець і коноплі

Зберігання вуглецю в ґрунтах може бути екологічним рішенням

Нам кажуть, що здорові ґрунти затримують величезну кількість вуглецю в атмосфері. Вчені виявляють, що це не завжди так. Новий дослідження зменшує надії на захоплення вуглецю ґрунтами.

Поглинає конопля вуглець?

Науково доведено, що промислова конопля поглинає більше СО2 на гектар ніж будь-яка лісова або готівкова культура, і тому є ідеальним поглиначем вуглецю. Крім того, CO2 постійно зв’язується у волокні, яке використовується для всього текстиль до паперу та як будівельний матеріал.

Швидке зростання конопель робить його одним із найшвидших доступних засобів перетворення СО2-біомаси, більш ефективним, ніж агролісомеліорація. На рік можна вирощувати до двох культур, що подвоює споживання CO2.

Хоча регенеративне сільське господарство не має універсального визначення, цей термін часто використовується для опису практик, спрямованих на зміцнення здоров'я грунтів шляхом відновлення органічного вуглецю в грунтах. Світові ґрунти зберігають у кілька разів більше вуглецю, ніж атмосфера, виконуючи роль природного “вуглецевого стоку”. Але у всьому світі запаси вуглецю в ґрунті зменшились через такі фактори, як перетворення корінних ландшафтів на поля та надмірний випас худоби. Однією з цілей практик регенерації є використання частини вуглецю, який рослини вивели з атмосфери, для сприяння відновленню вуглецевого ґрунту.

4D-зображення виявляє механізми захисту та виділення глини та вуглецю

Відновлення вуглецю в коноплі
Відновлення вуглецю з конопель

ПісляОголошення Ілона Маск, вуглець стає надзвичайною проблемою клімату, і коноплі можуть зіграти фундаментальну роль.

Вирощування вуглецю є центральним елементом кліматичної стратегії, але нові дослідження ускладнюють загальноприйняті припущення про те, як це може працювати.

У листопаді зібралася група з понад 150 колишніх чиновників та радників президента Байдена опублікував список рекомендацій покликаний допомогти своїй адміністрації "розпочати роботу" з кліматичної кризи. Серед пропозицій найважливішим є створення федерального "вуглецевого банку", який би платив виробникам за використання таких методів збереження, як покривні культури та заборону на своїх полях.

Як коноплі можуть теоретично захоплювати вуглець у ґрунтах?

Грунт щорічно поглинає близько 20% антропогенних викидів вуглецю, а глина є одним з основних матеріалів для захоплення вуглецю. Хоча, як вважають, сорбція до глини сильно стримує мікробне розкладання органічної речовини ґрунту, за певних умов спостерігається підвищена деградація органічного вуглецю, пов’язаного з глиною. Умови, за яких глина впливає на мікробне розкладання, залишаються невизначеними, оскільки механізми взаємодії глинисто-органічного вуглецю до кінця не вивчені. 

Це дослідження розкриває просторово-часову динаміку сорбції та виділення вуглецю в модельних глинистих агрегатах та роль ферментативного розкладання шляхом безпосереднього уявлення прозорої смектитової глини на мікрорідкій мікросхемі. Ми демонструємо, що глинисто-вуглецевий захист обумовлений майже незворотною сорбцією високомолекулярних цукрів у глинистих агрегатах та виключенням бактерій із цих агрегатів. Ми показуємо, що цей фізично захищений вуглець може бути ферментативно розщеплений на фрагменти, які виділяються в розчині. Крім того, ми пропонуємо відповідні вдосконалення для моделей вуглецевих ґрунтів.

читати :  Конопляні поля забезпечують джерело пилку для бджіл, що піддаються стресу.

Основна концепція полягає в тому, що ця діяльність допомагає рослинам висмоктувати вуглець з атмосфери і направляти його в ґрунт, перетворюючи сільськогосподарські угіддя у велику губку, здатну поглинати всі парникові гази, які ми виділяємо, і які зберігають тепло. Вуглецевий банк заохочував би фермерів застосовувати таку практику. Зрештою, колишні чиновники припускали, федеральний уряд може продовжувати продавати ці вуглецеві кредити забруднюючим компаніям, які прагнуть компенсувати власні викиди.

Але є ще багато того, що ми ще не знаємо про затримку вуглецю в ґрунті: як його точно виміряти, як визначити ціну та які практики насправді його збільшують. Цього тижня дослідження відкрило додаткову область невизначеності: Дослідження взаємодії вуглецю, ґрунту та ґрунтових ферментів викликає нові питання щодо фактичного часу перебування захопленого вуглецю в ґрунті.

В рамках недавнього дослідження вчені з Принстонського університету розробили серію експериментів, які дозволили їм спостерігати, як молекули вуглецю прилипають і відшаровують глину - ключову частину ґрунту, що містить вуглець.

Вченим давно відомо, що мікроби виділяють частину вуглецю в процесі розщеплення органічної речовини в грунті. Але давно припущення полягає в тому, що глина може зірвати цей процес, зв’язуючись з вуглецем і захищаючи його від мікробної активності..

Нові висновки, опубліковані в середу в Nature Communications, ставлять під сумнів надійність цієї гіпотези

По-перше, провідний автор Джуді Ян інкубувала в чашці Петрі молекули вуглецю, звичайні ґрунтові бактерії та крихітні грудочки глини, які формально називали глинистими агрегатами. Під мікроскопом вона виявила, що з часом бактерії були занадто великими, щоб проникнути в глину, і тому не мали можливості безпосередньо отримати доступ до вуглецю, що там зберігається. Це хороша новина - це означає, що мікробам не вдалося розщеплювати молекули вуглецю та викидати їх в атмосферу.

Однак в іншому експерименті Ян вніс білкові ферменти, що виділяються бактеріями та грибами, щоб допомогти їм переробляти їжу, на модифіковану гірку мікроскопа, що містить молекули глини та вуглецю. Ферменти набагато менші за бактерії, і з цієї причини вони не тільки змогли проникнути в структуру глини, але й допомогли вивільнити майже всі молекули вуглецю всередині протягом декількох годин. Після вивільнення вуглецю з глинистих заповнювачів він знову стає доступним для ґрунтових бактерій, які з часом можуть вивільнити його з ґрунту. Цей процес потенційно може зробити захоплення ґрунту більш тимчасовим поглинанням вуглецю, ніж очікувалося.

Вчені побоюються, що підвищення рівня атмосферного вуглецю та більш високі температури наближають нас до запуску незворотної, але руйнівної петлі зворотного зв'язку, що генерує вуглець, у циклі ґрунту.

"Раніше ми вважали, що вуглець, зв'язаний у глині, не може бути виділений протягом відстежуваного періоду часу", - сказав Ян, колишній докторант з Принстону, а в даний час доцент університету Міннесоти. “Але ми бачили, що цей випуск відбудеться за кілька годин. Ферменти можуть проникати в глину, і вони можуть виділяти вуглець, захищений глиною. Якщо це трапляється для цього типу ферментів, це, мабуть, трапляється і з багатьма іншими. "

Щоб бути зрозумілим, те, що сталося в лабораторії Янга, - це дуже спрощена імітація того, що може статися в полі, позбавлена ​​незліченних змінних, таких як інші елементи мікробного життя та ґрунту.

читати :  Відкрийте для себе екологічно чистий мішок конопель

Тим не менше, дослідження допомагає пролити світло на випадки, коли за певних умов було виявлено, що ґрунт виділяє більше вуглецю, ніж очікувалося, турбуючи вчених, які побоюються, що підвищення рівня атмосферного вуглецю та більш високих температур. -генеруюча петля зворотного зв'язку в циклі ґрунту.

Нові шляхи дослідження грунтів

Це не означає, що здоров'я грунту є негідною причиною або що зберігання є абсолютно марним. Навпаки, висновки в середу могли б запропонувати нові шляхи досліджень ґрунтівсказав Раттан Лал, професор ґрунтознавства та директор Центру управління та захоплення вуглецю при Університеті штату Огайо. Сюди входять зусилля, щоб зрозуміти, як допомогти глині ​​краще утримувати вуглець.

«Можливо, великий потенціал для зберігання вуглецю, про який думають люди, не є постійним, як вони очікували. "

"Існує багато механізмів, за допомогою яких глиняні заповнювачі можуть розбиватися", - сказав Лал, підкреслюючи такі практики, як оранка та використання добрив. "Мета стійке управління полягає в мінімізації діяльності, яка порушує агрегати ».

Президент Байден підписав розпорядження, яке наказує міністру сільського господарства розробити кліматичний план

Незважаючи на існуючу та виникаючу невизначеність щодо того, наскільки ефективно грунти можуть діяти як поглиначі вуглецю, ідея федерального вуглецевого банку, ймовірно, продовжуватиме набирати обертів за адміністрації Байдена. У середу президент підписав указ, який наказує міністру сільського господарства (який ще не буде затверджений) розробити генеральний план "як заохочувати добровільне прийняття кліматично безпечних практик ведення сільського та лісового господарства, що призводять до додаткових, вимірюваних та перевірених скорочень та викидів вуглецю ”Протягом 150 днів.

Ідея має велику вагу, оскільки вона користується двосторонньою підтримкою, а також підтримкою груп фермерів, агробізнесу та інших суб'єктів, які, як очікується, отримають фінансові вигоди.

Зберігання вуглецю в ґрунтах часто представляється як виграшне рішення як екологічними групами, так і приватними компаніями: широка коаліція зацікавлених сторін, включаючи адвокатів некомерційних організацій, кілька найбільших харчових компаній країни та сільськогосподарське лобі, надали підтримка регенеративних практик. Деякі штати, такі як Каліфорнія, вже взяли на себе ініціативу в оплаті праці фермерів за вилучення вуглецю. А за відсутності державного національного вуглецевого банку за останні роки виникло багато приватних компаній, щоб заповнити порожнечу.

Ідея має велику вагу, оскільки вона користується двосторонньою підтримкою, а також підтримкою фермерських груп, агробізнесу та інших суб’єктів, які могли б отримати від цього фінансову вигоду. Те саме не можна сказати про інших практики, які дозволять зменшити викиди у джерелі.

"Якщо ми почнемо говорити, що ми будемо вимагати зменшення використання викопного палива, або що ми будемо вимагати збільшення використання бензину від автомобілів, або що ми збираємося демонтувати вугільну енергію електростанцій та встановлюють сонячну енергію, є багато лобіювання проти цих речей, ”- сказав пан Шлезінгер. “Майже ніхто не незадоволений скороченням вуглецевого шару в грунті. Прихильники клімату можуть сказати: "Це допомагає клімату". Фермери можуть сказати: «Це робить мої грунти більш родючими. Я маю на увазі, що це може бути правдою, але чи це щось зробить для зміни клімату? "

Ключові слова: Сільське господарство / GrowНавколишнє середовищепошуктехнологія
Господар бур’янів

Автор Господар бур’янів

Медіа-програвач бур'янів та менеджер з комунікацій, що спеціалізується на легальній коноплі Ти знаєш, що вони говорять? знання це сила. Зрозумійте науку, яка лежить в основі медицини конопель, залишаючись в курсі останніх досліджень, лікування та продуктів, пов’язаних зі здоров’ям. Будьте в курсі останніх новин та ідей щодо легалізації, законів, політичних рухів. Дізнайтеся поради, підказки та посібники з найдосвідченіших виробників на планеті, а також найновіші дослідження та результати наукової спільноти щодо медичних якостей конопель.