gần
cây gai

Quá trình thu giữ carbon trong đất hoạt động như thế nào và cây gai dầu có thể giúp gì không?

Carbon và cây gai dầu

Lưu trữ carbon trong đất có thể là một giải pháp môi trường

Chúng ta được biết rằng đất lành giữ lại một lượng lớn carbon từ khí quyển. Các nhà khoa học nhận thấy rằng điều này không phải luôn luôn như vậy. Một mới nghiên cứu làm giảm hy vọng thu giữ carbon của đất.

Cây gai dầu có hấp thụ carbon không?

Khoa học đã chứng minh rằng cây gai dầu công nghiệp hấp thụ nhiều CO2 hơn mỗi ha hơn bất kỳ cây lâm nghiệp hoặc cây trồng nào và do đó tạo thành bể chứa carbon lý tưởng. Ngoài ra, CO2 được liên kết vĩnh viễn trong sợi được sử dụng cho mọi thứ từ hàng dệt may giấy và làm vật liệu xây dựng.

Sự phát triển nhanh chóng của cây gai dầu khiến nó trở thành một trong những công cụ chuyển đổi CO2 thành sinh khối nhanh nhất hiện có, hiệu quả hơn so với nông lâm kết hợp. Có thể trồng tối đa hai vụ mỗi năm, giúp tăng gấp đôi lượng CO2 hấp thụ.

Mặc dù nông nghiệp tái sinh không có định nghĩa chung, nhưng thuật ngữ này thường được sử dụng để mô tả các hoạt động nhằm thúc đẩy sức khỏe của đất bằng cách phục hồi các-bon hữu cơ của đất. Các loại đất trên thế giới tích trữ lượng carbon gấp nhiều lần khí quyển, hoạt động như một "bể chứa carbon" tự nhiên. Nhưng trên toàn cầu, trữ lượng các-bon trong đất đã giảm do các yếu tố như chuyển đổi cảnh quan bản địa sang đất trồng trọt và chăn thả gia súc quá mức. Một trong những mục tiêu của thực hành tái sinh là sử dụng một số carbon mà thực vật đã hấp thụ từ khí quyển để giúp khôi phục carbon trong đất.

Hình ảnh 4D tiết lộ cơ chế bảo vệ và giải phóng đất sét và carbon

Thu hồi carbon trong cây gai dầu
Thu hồi carbon từ cây gai dầu

Sau'Thông báo của Elon Musk, carbon đang trở thành một thách thức bất thường về khí hậu và cây gai dầu có thể đóng một vai trò cơ bản.

Trồng trọt carbon là một trọng tâm của chiến lược khí hậu, nhưng nghiên cứu mới làm phức tạp thêm các giả định phổ biến về cách nó có thể hoạt động.

Vào tháng 150, một nhóm hơn XNUMX cựu quan chức và cố vấn của Tổng thống Biden đã triệu tập xuất bản một danh sách các khuyến nghị nhằm giúp chính quyền của ông "bắt đầu" với cuộc khủng hoảng khí hậu. Trong số các đề xuất, quan trọng nhất là việc thành lập một "ngân hàng carbon" liên bang, sẽ trả tiền cho người trồng trọt để áp dụng các biện pháp bảo tồn như che phủ cây trồng và không cày xới trên cánh đồng của họ.

Về lý thuyết, cây gai dầu có thể thu giữ carbon trong đất như thế nào?

Đất hấp thụ khoảng 20% ​​lượng khí thải carbon do con người phát thải hàng năm, và đất sét là một trong những vật liệu thu giữ carbon chính. Mặc dù sự hấp thụ đất sét được cho là làm chậm mạnh mẽ sự phân hủy của vi sinh vật đối với chất hữu cơ trong đất, nhưng sự phân hủy cacbon hữu cơ liên quan đến đất sét đã được quan sát thấy trong những điều kiện nhất định. Các điều kiện mà đất sét ảnh hưởng đến sự phân hủy của vi sinh vật vẫn chưa chắc chắn vì cơ chế của tương tác giữa đất sét và cacbon hữu cơ chưa được hiểu đầy đủ. 

Nghiên cứu này cho thấy động lực học không gian của quá trình hấp thụ và giải phóng carbon trong các tập hợp đất sét mô hình và vai trò của sự phân hủy enzym bằng cách tưởng tượng trực tiếp một loại đất sét smectite trong suốt trên một chip vi lỏng. Chúng tôi chứng minh rằng khả năng bảo vệ đất sét-cacbon là do sự hấp thụ gần như không thể đảo ngược của các loại đường có trọng lượng phân tử cao trong các tập hợp đất sét và loại trừ vi khuẩn khỏi các tập hợp này. Chúng tôi chỉ ra rằng carbon được bảo vệ vật lý này có thể bị phân hủy bằng enzym thành các mảnh được giải phóng trong dung dịch. Ngoài ra, chúng tôi đề xuất các cải tiến có liên quan cho các mô hình carbon trong đất.

đọc :  Nghiên cứu tim mạch người tiêu dùng

Khái niệm cơ bản là các hoạt động này giúp thực vật hút carbon từ khí quyển và đưa trực tiếp vào đất, biến đất nông nghiệp thành một miếng bọt biển lớn có khả năng hấp thụ tất cả các khí nhà kính mà chúng ta thải ra và giữ nhiệt. Một ngân hàng carbon sẽ khuyến khích nông dân áp dụng các phương pháp như vậy. Cuối cùng, các cựu quan chức đề nghị, chính phủ liên bang có thể tiếp tục bán các khoản tín dụng carbon này cho các công ty gây ô nhiễm nhằm bù đắp lượng khí thải của chính họ.

Nhưng vẫn còn rất nhiều điều mà chúng ta chưa biết về việc lưu giữ carbon trong đất: làm thế nào để đo lường nó một cách chính xác, làm thế nào để định giá nó và những thực hành nào thực sự làm tăng nó. Tuần này, nghiên cứu đã mở ra một lĩnh vực không chắc chắn bổ sung: Một nghiên cứu về sự tương tác giữa carbon, đất và các enzym trong đất đặt ra những câu hỏi mới về thời gian cư trú thực tế của carbon được thu giữ trong đất.

Trong một nghiên cứu gần đây, các nhà khoa học tại Đại học Princeton đã thiết kế một loạt các thí nghiệm cho phép họ quan sát cách các phân tử carbon dính và bong ra khỏi đất sét, một phần quan trọng của đất giữ carbon.

Từ lâu, các nhà khoa học đã biết rằng vi sinh giải phóng một lượng carbon trong quá trình phân hủy chất hữu cơ trong đất. Nhưng giả định lâu nay vẫn là đất sét có thể ngăn cản quá trình này bằng cách liên kết với cacbon và bảo vệ nó khỏi hoạt động của vi sinh vật..

Phát hiện mới, được công bố hôm thứ Tư trên tạp chí Nature Communications, đặt câu hỏi về độ tin cậy của giả thuyết này

Đầu tiên, tác giả chính Judy Yang đã ủ các phân tử cacbon, vi khuẩn đất phổ biến và những cục đất sét nhỏ, chính thức được gọi là kết tụ đất sét, trong một đĩa petri. Dưới kính hiển vi, cô phát hiện ra rằng theo thời gian, vi khuẩn quá lớn để xâm nhập vào đất sét, và do đó không thể tiếp cận trực tiếp carbon được lưu trữ ở đó. Đây là một tin tốt - nó có nghĩa là các vi khuẩn đã được ngăn chặn việc phá vỡ các phân tử carbon và giải phóng chúng vào bầu khí quyển.

Tuy nhiên, trong một thí nghiệm khác, Yang đã đưa các enzym protein do vi khuẩn và nấm tiết ra để giúp chúng chế biến thức ăn, vào một tấm kính hiển vi đã sửa đổi có chứa các phân tử đất sét và cacbon. Enzyme nhỏ hơn nhiều so với vi khuẩn, và vì lý do này, chúng không chỉ có thể xâm nhập vào cấu trúc của đất sét mà còn giúp giải phóng gần như tất cả các phân tử carbon bên trong trong vòng vài giờ. Một khi carbon được giải phóng khỏi các kết tụ đất sét, vi khuẩn trong đất có thể tiếp cận trở lại, vi khuẩn này có thể giải phóng nó khỏi đất theo thời gian. Quá trình này có khả năng làm cho đất lưu giữ cacbon tạm thời hơn dự kiến.

Các nhà khoa học lo ngại rằng mức cacbon trong khí quyển tăng lên và nhiệt độ cao hơn đang đưa chúng ta đến gần hơn với việc kích hoạt một vòng phản hồi tạo ra cacbon không thể đảo ngược nhưng có tính hủy diệt trong chu trình đất.

Yang, cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Princeton và hiện là phó giáo sư tại Đại học Minnesota cho biết: “Trước đây, chúng tôi tin rằng carbon trong đất sét không thể giải phóng trong một khung thời gian có thể quan sát được. “Nhưng chúng tôi đã thấy rằng việc phát hành này diễn ra trong vài giờ nữa. Các enzyme có thể xuyên qua đất sét và chúng có thể giải phóng carbon được đất sét bảo vệ. Nếu điều này xảy ra đối với loại enzym này, nó cũng có thể xảy ra đối với nhiều loại enzym khác. "

Nói rõ hơn, những gì đã xảy ra trong phòng thí nghiệm của Yang là một mô phỏng rất đơn giản về những gì có thể xảy ra trên thực địa, loại bỏ vô số biến số như các yếu tố khác của đời sống vi sinh vật và đất.

đọc :  CBD ức chế vi rút viêm gan C

Tuy nhiên, nghiên cứu này giúp làm sáng tỏ những trường hợp mà đất được phát hiện giải phóng nhiều carbon hơn dự kiến ​​trong một số điều kiện nhất định, khiến các nhà khoa học lo lắng sợ rằng sự gia tăng mức carbon trong khí quyển và nhiệt độ cao hơn khiến chúng ta gần hơn với việc kích hoạt một loại đất không thể đảo ngược nhưng có tính hủy diệt và vòng phản hồi tạo carbon trong chu trình đất.

Những con đường mới để nghiên cứu đất

Điều này không có nghĩa là sức khỏe của đất là nguyên nhân không đáng có, hoặc việc bảo quản hoàn toàn vô ích. Ngược lại, kết luận hôm thứ Tư có thể gợi ý những con đường mới để nghiên cứu về đấtRattan Lal, giáo sư khoa học đất và giám đốc Trung tâm quản lý và thu giữ carbon tại Đại học bang Ohio cho biết. Điều này bao gồm nỗ lực tìm hiểu cách giúp đất sét giữ carbon tốt hơn.

“Có thể tiềm năng lưu trữ carbon lớn mà mọi người nghĩ đến không lâu dài như họ mong đợi. "

Lal cho biết: “Có nhiều cơ chế mà các kết tụ đất sét có thể bị phá vỡ, nhấn mạnh các hoạt động như cày xới và sử dụng phân bón. "Mục tiêu của Quản lý bền vững là giảm thiểu các hoạt động phá vỡ các uẩn ”.

Tổng thống Biden đã ký lệnh hành pháp chỉ đạo Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp phát triển một kế hoạch khí hậu

Bất chấp sự không chắc chắn đang tồn tại và đang nổi lên xung quanh việc đất có thể hoạt động như những bể chứa carbon một cách hiệu quả như thế nào, ý tưởng về một ngân hàng carbon liên bang có thể sẽ tiếp tục đạt được động lực dưới thời chính quyền Biden. Hôm thứ Tư, tổng thống đã ký một sắc lệnh yêu cầu bộ trưởng nông nghiệp (chưa được xác nhận) phát triển một kế hoạch tổng thể về "cách khuyến khích áp dụng tự nguyện các phương pháp nông nghiệp và lâm nghiệp thân thiện với khí hậu dẫn đến giảm và thu giữ các-bon bổ sung, có thể đo lường và kiểm chứng được. ”Trong vòng 150 ngày.

Ý tưởng này có rất nhiều sức nặng vì nó nhận được sự ủng hộ của lưỡng đảng, cũng như sự hỗ trợ từ các nhóm nông dân, doanh nghiệp nông nghiệp và các tác nhân khác, những người được kỳ vọng sẽ thu được lợi ích tài chính.

Lưu trữ carbon trong đất thường được cả các nhóm môi trường và các công ty tư nhân đưa ra như một giải pháp chiến thắng: Một liên minh rộng lớn của các bên liên quan, bao gồm những người ủng hộ các tổ chức phi lợi nhuận, một số công ty chế biến thực phẩm lớn nhất của đất nước và vận động hành lang nông nghiệp, đã cung cấp hỗ trợ cho các thực hành tái tạo. Một số bang như California đã đi đầu trong việc trả tiền cho nông dân để cô lập carbon. Và trong bối cảnh không có ngân hàng các-bon quốc gia được điều hành công khai, nhiều công ty tư nhân đã mọc lên trong những năm gần đây để lấp đầy khoảng trống.

Ý tưởng này có rất nhiều trọng lượng bởi vì nó nhận được sự ủng hộ của lưỡng đảng, cũng như sự hỗ trợ của các nhóm nông dân, doanh nghiệp nông nghiệp và các tác nhân khác, những người có thể hưởng lợi tài chính từ nó. Người khác cũng không thể nói như vậy thực hành giảm phát thải tại nguồn.

"Nếu chúng ta bắt đầu nói rằng chúng ta sẽ yêu cầu giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch, hoặc chúng ta sẽ yêu cầu tăng việc sử dụng xăng cho ô tô, hoặc rằng chúng ta sẽ phá bỏ nhiệt điện than nhà máy và lắp đặt năng lượng mặt trời, có rất nhiều vận động hành lang chống lại những điều này, ”ông Schlesinger nói. “Hầu như không ai không hài lòng với việc giảm lượng carbon trong đất. Những người ủng hộ khí hậu có thể nói, "Nó giúp ích cho khí hậu." Nông dân có thể nói, “Nó làm cho đất của tôi màu mỡ hơn. Ý tôi là tất cả điều này có thể đúng, nhưng liệu nó có tác dụng gì đối với biến đổi khí hậu không? "

tags: Nông nghiệp / GrowMôi trườngtìm kiếmcông nghệ
Weed-master

Tác giả Weed-master

Người quản lý truyền thông và phát thanh viên Weed chuyên về cần sa hợp pháp. Bạn có biết họ nói gì không? kiên thức là sức mạnh. Hiểu khoa học đằng sau y học cần sa, đồng thời cập nhật các nghiên cứu, phương pháp điều trị và sản phẩm mới nhất liên quan đến sức khỏe. Luôn cập nhật những tin tức và ý tưởng mới nhất về hợp pháp hóa, luật pháp, các phong trào chính trị. Khám phá các mẹo, thủ thuật và hướng dẫn cách làm từ những người trồng cần sa dày dạn kinh nghiệm nhất trên hành tinh cũng như các nghiên cứu và phát hiện mới nhất từ ​​cộng đồng khoa học về phẩm chất y tế của cần sa.