Mi a szerepe a meszes talajoknak a globális szénkörforgásban?

A CSFK részvételével megvalósuló nemzetközi projektben arra is választ keresnek a kutatók, hogy mi a szerepe a meszes talajoknak a globális szénkörforgásban.

Az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) 54,1 millió forint támogatást nyert a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH) pályázatán a „Meszes talajok szerves és szervetlen szén dinamikája” című, tavaly indult hároméves nemzetközi projektben végzett feladatainak megvalósítására. A francia, magyar, kanadai és olasz konzorciumi együttműködés fő célja a meszes talajokban található szerves és karbonátos szénfázisok minőségi és mennyiségi jellemzése, egy nagy mintaszámú adatbázis összeállítása, valamint a mérésekhez kötődő módszertan harmonizálása és fejlesztése. A talajokban található különböző szénformák kapcsolatainak felderítése és vizsgálata – beleértve a vizsgálati módszertan kidolgozását, a terepi mintavételt és az adatok értékelését – a CSFK szakmai vezetésével történik. A nagy mintaszámnak és a változatos talajtulajdonságoknak köszönhetően a projekt jelentősége kiemelkedő a karbonátos talajokban folyó szervesanyag-stabilizáció megismerése szempontjából. A kutatás annak megértését segíti, hogy milyen folyamatok állnak a szén talajokban történő hosszú távú tárolásának (stabilizálásának) – és ezáltal a globális klímaváltozás csökkentésének – hátterében.

A Föld szárazföldi szénkészletének legnagyobb része a talajokban található, ezért az itt tárolt szén nagyon fontos eleme a globális szénciklusnak. Emiatt egyre több olyan kutatásra van szükség, amely a pedoszféra széntartalmának időbeli és térbeli változásait és ezek mozgatórugóit részletesen vizsgálja. E kutatások segítségével nagyobb pontossággal mérhető fel, hogy a változó klímaviszonyok hogyan befolyásolják majd a talajok szénkészletének sorsát. Ettől függ, hogy az egyes talajok a légköri szén-dioxid (CO2) nyelői vagy forrásai lesznek, tehát inkább csökkentik vagy növelik a légköri CO2-koncentrációt, és ezáltal mérséklik vagy fokozzák a globális klímaváltozást.

Az említett okok miatt a talajok szerves szénformáival és azok globális szénkörforgásban betöltött szerepével (1. ábra) viszonylag részletesen foglalkoztak a kutatók az elmúlt évtizedekben. E kutatások azonban elsősorban karbonátmentes, savanyú talajokra koncentráltak, így jóval kevesebb figyelem irányult a karbonátos talajokra és az azokban folyó szervesanyag-stabilizációs folyamatokra.

A 2022-ben kezdődött hároméves projekt fő célja a meszes talajokban található szerves és karbonátos szénfázisok mennyiségi (szén- és nitrogéntartalom) és minőségi (stabil szén- és nitrogénizotóp) jellemzése. A francia, magyar, kanadai és olasz konzorcium kutatóinak feladata ehhez kapcsolódóan egy nagy mintaszámú, változó összetételű és alapkőzetű, a földhasználat szempontjából eltérő – mezőgazdasági művelés alatt álló vagy művelés alá nem vont – feltalaj- (0-30 cm) és altalajmintákból (> 30 cm) (2. ábra) álló adatbázis összeállítása, valamint a mérésekhez kötődő módszertan harmonizálása és fejlesztése. A talajba kerülő szerves anyagot az ásványi fázishoz történő kapcsolódás és a talajokban található aggregátumokba való bezáródás óvja meg a mikrobiális lebontástól. E kapcsolatok felderítése és vizsgálata – beleértve a vizsgálati módszertan kidolgozását, a terepi mintavételt (3. ábra) és az adatok értékelését – a CSFK szakmai vezetésével történik.

A szervesanyag-stabilizációs mechanizmusok vizsgálatát a kutatók egy lépcsőzetes fiziko-kémiai frakcionálási eljárás alkalmazásával végzik. Ennek segítségével megvalósítható a különböző stabilitással rendelkező szervesanyag-raktárak elkülönítése, és azonosíthatók a szervesanyag-stabilizáció hátterében álló fizikai ‒ bezáródás aggregátumokba ‒ és kémiai ‒ adszorpció ásványi felületeken ‒ folyamatok.

A nagy mintaszámnak és a változatos talajtulajdonságoknak köszönhetően a projekt jelentősége kiemelkedő a karbonátos talajokban folyó szervesanyag-stabilizáció megismerése szempontjából.

Az NKFIH által meghirdetett, a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból (NKFI Alap) megvalósuló 2019-2.1.7-ERA-NET pályázaton a CSFK 54 135 000 forint támogatást nyert a „Meszes talajok szerves és szervetlen szén dinamikája” című pályázat (2019-2.1.7-ERA-NET-2022-00037) megvalósítására. A projekt a European Joint Programme „EJP SOIL – Towards Healthy, Resilient and Sustainable Agricultural Soils – 1st external call” keretében valósul meg.

A CSFK kutatói az elmúlt évben több mint 20 magyarországi helyszínen közel 60 talajmintát vettek, majd elemezték azok széntartalmát és stabil szénizotóp-összetételét. A továbbiakban kidolgozzák a szervesanyag-stabilizációs mechanizmusok vizsgálatához szükséges fiziko-kémiai frakcionálási eljárás módszertanát, amelyet elvégeznek a kiválasztott talajmintákon, emellett elemzik az egyes szervesanyag-frakciókat.