Древесина 1960-х помогла измерить, как биоуголь разлагается в почве

Исследователи Шведского университета сельскохозяйственных наук нашли способ проследить, как биоуголь разлагается в почве. Они изготовили материал из древесины, сформировавшейся в годы повышенного содержания углерода-14 в атмосфере после ядерных испытаний. Естественная изотопная метка позволила отличить углерод биоугля от других источников почвенного углекислого газа. Работа опубликована в журнале Radiocarbon.

Почему использовали древесину 1960-х годов

Атмосферные испытания ядерного оружия увеличили количество радиоактивного углерода-14. След этого изменения сохранился в органическом материале того времени, в том числе в годичных кольцах деревьев. В исследовании использовали древесину сосны и ели из колец, образовавшихся в 1964–1967 годах.

Чтобы получить достаточно материала нужного возраста, исследователи привлекли мастера по токарной обработке древесины. С брёвен снимали более молодые наружные слои, а затем собирали стружку из выбранных колец. Содержание углерода-14 в полученном сырье соответствовало ожидаемому.

Стружку превратили в биоуголь нагреванием без доступа кислорода. Изотопная метка сохранилась, поэтому материал можно было использовать для отслеживания углерода после внесения в почву.

Что показал годичный опыт

В течение года учёные анализировали углекислый газ, выделявшийся из почвы с биоуглём. По содержанию углерода-14 они оценивали вклад добавленного материала в этот поток. Подход позволяет отделить медленное разложение биоугля от гораздо более интенсивного оборота других органических веществ.

Основные результаты:

• изотопный состав древесины позволил получить прослеживаемый биоуголь;
• на пике содержание углерода-14 в выделяемом газе было примерно на 10% выше, чем у почвы без добавки;
• за год в углекислый газ превратилось около 0,35% внесённого биоугля;
• материал оказался устойчивым, но не полностью неразлагаемым;
• метод пригоден для дальнейших исследований его поведения в почве.

Что можно сказать о длительном хранении углерода

Авторы оценивают, что при таком темпе разложения по меньшей мере половина внесённого материала может оставаться в почве через 200 лет. Это расчётная оценка на основе короткого опыта, а не результат двухсотлетнего наблюдения. Реальная скорость зависит от свойств материала, почвы и условий окружающей среды.

Биоуголь рассматривают как средство длительного удержания углерода и улучшения свойств почв. Для оценки его климатической роли важно знать не только объём внесения, но и последующий возврат углерода в атмосферу. Новый метод помогает измерять этот процесс, а не считать материал бессрочным хранилищем по умолчанию.

Читайте также: Новый анализ почвы помогает оценить вклад микробов в питание растений.

Следующий этап — изучение устойчивости биоугля в разных почвах и при изменении климата. Результаты этой работы не доказывают, что любой биоуголь сохраняется тысячелетиями, и не устанавливают единого срока службы для всех технологий его производства.