روش جدید نویدی برای تخمین دقیق و کارآمد کربن خاک دارد

خاک زمین حاوی ذخایر زیادی کربن است – حتی کربن بیشتری نسبت به جو. بخش قابل توجهی از این کربن خاک به شکل آلی (کربن متصل به کربن) است که کربن آلی خاک (SOC) نامیده می شود. با این حال، SOC در طول تاریخ به دلیل فعالیت کشاورزی بسیار کاهش یافته است، و کربن را به عنوان دی اکسید کربن در جو آزاد می کند و به تغییرات آب و هوایی کمک می کند.

برای نظارت و مدیریت پایدار ذخایر SOC تحت کاربری زمین کشاورزی، یک روش دقیق برای اندازه گیری SOC ضروری است. با این حال، روش های فعلی برآورد دقیق SOC منابع و هزینه بر هستند. در مطالعه جدید خود که در Geoderma منتشر شده است، محققان مرکز پایداری Agroecosystem (ASC) روش نمونه گیری جدیدی را به امید بهبود توانایی تخمین ذخایر SOC آزمایش کردند.

تحقیقات قبلی این تیم نشان می‌دهد که اطلاعات فضایی در دسترس در پایگاه‌های داده عمومی می‌تواند کارایی نمونه‌برداری SOC را در مزارع کشاورزی بهبود بخشد. این مطالعه به رهبری اریک پوتاش از ASC، دانشمند پژوهشگر در گروه منابع طبیعی و علوم محیطی (NRES) در دانشگاه ایلینوی (U of I) Urbana-Champaign، این فرضیه را در هشت زمینه در سراسر ایلینوی و نبراسکا آزمایش کرد.

اندازه گیری SOC به دلیل تنوع آن چالش برانگیز است. سهام SOC در دو مکان که فقط چند فوت از هم فاصله دارند می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد. این بدان معنی است که بسیاری از مکان‌ها باید نمونه‌برداری شوند تا کل موجودی SOC را تخمین بزنند، که به معنای کار زیادی در آزمایشگاه و میدان است.

پوتاش گفت: «مطالعات گذشته، از جمله مطالعه‌ای که یک سال پیش انجام دادیم، راه‌هایی را برای کاهش تعداد نمونه‌های مورد نیاز پیشنهاد کرد. اما مشخص نبود که این روش‌ها چقدر کارآمدتر هستند. ما آن روش‌ها را با استفاده از مجموعه داده‌ای با کیفیت بالا که تیم تحقیقاتی ما با هم جمع‌آوری کرده‌اند، آزمایش کردیم.»

این تیم دریافت که ذخایر SOC در مزارع کشاورزی را می توان با استفاده از روشی به نام نمونه برداری متوازن مضاعف اندازه گیری کرد که اطلاعات کمکی موجود در نقشه های ارتفاعی، تصاویر ماهواره ای و بررسی های قبلی را به حساب می آورد. نمونه گیری متوازن مضاعف یک استراتژی مدرن است که روش کلاسیک نمونه گیری طبقه ای را با انتخاب مکان هایی که از نظر این اطلاعات کمکی معرف میدان هستند، بهبود می بخشد.

Kaiyu Guan، سرپرست پروژه و یکی از نویسندگان، مدیر موسس این پروژه گفت: “کمی سازی ذخایر کربن خاک از طریق نمونه برداری از خاک یک کار سخت و پرهزینه است، اما رویکرد ما نشان داد که تعداد نمونه های خاک مورد نیاز را تا 30 درصد کاهش می دهد.” ASC و دانشیار NRES. ما معتقدیم که این یک پیشرفت قابل توجه برای بهبود کارایی نمونه برداری از خاک است و باید در اقدامات آینده توسط توسعه دهندگان یا محققین پروژه کربن ترویج شود.

این کار با استفاده از نمونه‌های خاک با وضوح بالا در سطح مزرعه و جمع‌آوری‌شده توسط دانشمندان پروژه‌های مختلف امکان‌پذیر است.

دوکیونگ لی، یکی دیگر از نویسندگان و استاد علوم زراعی در U of I، گفت: «خوشحالم که کار سخت ما و داده‌های نمونه‌برداری خاک جمع‌آوری‌شده، توسعه این رویکرد را ممکن می‌سازد.

این تیم روش‌ها و داده‌های خود را در دسترس عموم قرار داده است تا جامعه علمی بتواند از بهبود بیشتر درک SOC استفاده کند و در آن همکاری کند.

پوتاش گفت: “من به ویژه از اینکه داده های این مطالعه را به صورت عمومی به اشتراک می گذاریم هیجان زده هستم.” “امیدوارم که این امر باعث افزایش همکاری برای تسریع پیشرفت در تحقیقات کربن خاک شود.”

علاوه بر پتاس، گوان، و لی، نویسندگان مشترک این نشریه عبارتند از اندرو مارگنوت، دانشیار علوم زراعی و دانشیار مدیر ASC. آروید بو، استاد زراعت، باغبانی و علوم گیاهی در دانشگاه ایالتی داکوتای جنوبی؛ مایکل داگلاس، تکنسین تحقیقاتی ASC و علوم زراعی؛ امیلی هیتون، استاد علوم زراعی؛ Chunhwa Jang، محقق فوق دکتری علوم زراعی؛ ویرجینیا جین، دانشمند خاک تحقیقاتی USDA-ARS در دانشگاه نبراسکا. نان لی، ASC و دانشیار تحقیقات فوق دکتری علوم زراعی؛ راب میچل، زراعی تحقیقاتی وزارت کشاورزی ایالات متحده آمریکا و استاد کمکی زراعت در دانشگاه نبراسکا؛ Nictor Namoi، ASC و دستیار پژوهشی فارغ التحصیل علوم زراعی؛ مارتی اشمر، زراعی تحقیقاتی USDA-ARS در دانشگاه نبراسکا. شنگ وانگ، استادیار تحقیقاتی ASC و NRES؛ و کالین زامپ،

– این بیانیه مطبوعاتی در ابتدا در وب سایت دانشگاه ایلینوی در Urbana-Champaign منتشر شد