Запасы органического углерода почвы после десяти лет сокращённой обработки, внесения компоста и мульчи в умеренном органическом сельском хозяйстве

Почему почва под нашими ногами имеет значение

Почвы незаметно содержат больше углерода, чем все растения мира и атмосфера вместе взятые. Этот углерод помогает растениям расти, удерживает воду и может сдерживать выбросы углекислого газа в атмосферу. В этом исследовании поставлен на первый взгляд простой вопрос с крупными последствиями для продовольствия и климата: после десятилетия «регенеративных» органических практик — уменьшенного вспашки, регулярного внесения компоста и растительной мульчи — сколько дополнительного углерода действительно накапливается в сельскохозяйственных почвах и как глубоко он проникает?

Фермы как скрытые углеродные хранилища

Исследователи работали на органической ферме в центральной Германии, которая соблюдает строгие правила органического хозяйствования с конца 1980‑х годов. Они сравнили традиционную вспашку с набором практик, часто пропагандируемых как регенеративные: сокращённая обработка почвы (мелкая, без переворачивания слоя), регулярное внесение качественного компоста из садовых отходов и периодическая мульча из измельчённых покровных культур, уложенная на картофельные гряды. В двух почти идентичных долгосрочных полевых опытах они отслеживали урожайность, измеряли количество углерода и азота, внесённое компостом и мульчей, и оценивали, сколько углерода растения сами возвращают в почву через остатки, корни и корневые выделения. Через десять лет они взяли пробы почвы до глубины одного метра, чтобы увидеть, где именно накапливался углерод.

Как углерод попадает в почву и перемещается в ней

Команда обнаружила, что большая часть углерода, поступившего в почву, приходила не из привозного компоста или мульчи, а от самих растений, растущих на поле. За десять лет углерод чистой продукции растений — зерно, солома, корни и корневые выделения основных и покровных культур — оказался доминирующим источником нового почвенного углерода. Компост и мульча добавляли дополнительный углерод и азот, но их роль была главным образом косвенной: улучшая плодородие и структуру почвы, они способствовали росту растений и, следовательно, поступлению углерода растительного происхождения. Чтобы оценка была реалистичной для климатической политики, авторы также выяснили, могло ли добавляемое органическое вещество, в принципе, производиться в пределах самой фермы, используя навоз как эталон «замкнутого» цикла питательных веществ.

Что сработало на поверхности почвы

Самые очевидные изменения проявились в верхних 30 сантиметрах почвы. Сокращённая обработка почвы сама по себе повысила запасы органического углерода по сравнению с вспашкой, не снижая общую урожайность. Регулярное внесение компоста имело аналогичный положительный эффект. В сочетании сокращённая обработка и компост дали наибольший прирост углеродных запасов в верхнем слое почвы: при учёте глубины до одного метра суммарный углерод оказался примерно на 16% выше, чем на вспаханных участках без компоста и мульчи. Содержание углерода и азота в почве росло синхронно, что отражает более здоровую, более плодородную почву. Удивительно, но мульча — хотя и обеспечивала относительно большие вносы углерода — не привела к заметному увеличению запасов углерода в почве и в некоторых случаях имела небольшое отрицательное влияние, вероятно потому, что её богатый бобовыми, азотистый состав быстро разлагался и возвращал углерод в атмосферу.

Что не изменилось в глубине

Ниже 30 сантиметров картина оказалась иной. Несмотря на десятилетие разных режимов обработки и внесения органики, глубокие слои не показали статистически значимых различий между вариантами. Были признаки того, что более высокие суммарные поступления углерода слегка повышали содержание углерода в подпочве, но основные изменения оставались сосредоточенными на поверхности. Это важно для климата: глубокие горизонты реже нарушаются, как правило дольше удерживают углерод и потому критичны для действительно долгосрочного хранения. Результаты указывают, что простое добавление компоста и сокращение обработки, как это делалось здесь, может быть недостаточно для заполнения глубокого «углеродного хранилища» без дополнительных стратегий, таких как глубококорневые культуры, разнообразные смеси покровных культур или практики, преднамеренно переносящие углерод ниже глубины вспашки.

Что это значит для будущего сельского хозяйства

В повседневном смысле исследование показывает, что регенеративные органические методы могут обогатить верхние слои почвы и сделать их более плодородными, увеличивая содержание углерода и азота там, где корни растений и почвенная биота наиболее активны. Сочетание сокращённой обработки и компоста особенно эффективно для восстановления здоровья верхнего слоя почвы. Однако одни только эти практики вряд ли обеспечат значительные, долго сохраняющиеся климатические выгоды за счёт глубокого хранения углерода, особенно если они в значительной степени зависят от привозного органического материала. Чтобы превратить фермы в более надёжные, самодостаточные углеродные хранилища, будущие системы должны сочетать бережное управление почвой с культурами и покровными растениями, отсылающими корни глубоко в грунт, при этом сбалансировав использование воды и урожайность в условиях изменяющегося климата.

Цитирование: Niether, W., Leisch-Waskönig, S., Finckh, M.R. et al. Soil organic carbon stocks after ten years of reduced tillage, compost and mulch application in temperate organic agriculture. Sci Rep 16, 8260 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42050-9

Ключевые слова: органический углерод почвы, регенеративное сельское хозяйство, сокращённая обработка почвы, компост и мульча, органическое земледелие