Cikkünk témája a talaj szerves anyag frakciók átalakulási idejének meghatározása szén stabilizotóp és radiokarbon mérések felhasználásával.
A talaj szerves anyagának (SOM) a légköri szén-dioxid megkötésével kulcsszerepe van a globális szénciklusban. Ezért az SOM tulajdonságainak és átalakulásának minél részletesebb megismerése nélkülözhetetlen a globális klímaváltozás következményeinek előjelzéséhez.
Az SOM különböző forrásokból származó anyagok komplex együttese, melyek különböző megkötődési és lebomlási folyamatokkal jellemezhetőek. Ezért sok esetben a talaj szerves anyagát nem egy homogén raktárra, hanem különböző átalakulási idővel rendelkező raktárakra bontják szét. A talajok frakcionálásával olyan SOM raktárak izolálhatók, melyek mérete, sűrűsége, molekuláris-, és aggregátum-összetétele különbözik, emiatt különböznek szénmegkötési potenciáljukban. Ezeknek a raktáraknak az átalakulási idejének (mely egyensúlyi állapotban megegyezik a szén átlagos tartózkodási idejével, azaz egy raktárba kerüléstől az onnan kikerülésig tartó átlagos idővel) meghatározására szén izotópos (14C és δ13C) vizsgálatokat széles körben használnak világszerte.
Kutatásunkat agyagbemosódásos barna erdőtalaj mintán végeztük. A talajt 163 napig inkubáltuk egyenletes hőmérsékleten (20°C) és állandó nedvességviszonyok mellett. A talajhoz kukoricaszárat kevertünk, mivel az erdei vegetációval fedett talaj és a kukoricaszár δ13C értékei közötti különbség lehetővé teszi a szén átalakulási idejének kiszámítását és az új szerves anyag beépülésének vizsgálatát az egyes frakciókban.
Az inkubációs vizsgálatot 3 ismétléssel (kukoricával kezelt minta) és egy kontrollal (kukorica hozzákeverés nélkül) végeztük. Az izotópos vizsgálatokhoz az inkubáció előtti és utáni talajt frakcionálással 4 különböző SOM raktárra bontottuk: 1) a növényi struktúrával rendelkező szemcsés szerves anyag (POM); 2) homok szemcseméretű és stabil aggregátumokat tartalmazó frakció (S+A); 3) por és agyag szemcseméretű frakció (s+c); és 4) kémiailag rezisztens szén frakció (rSOC).
Eredményeink alapján, a feltételezésünknek megfelelően a POM frakció bizonyult a leglabilisabb, azaz a mikroorganizmusok által a legkönnyebben lebontható frakciónak. Ugyanis ebben a frakcióban találtunk a legtöbb olyan kémiai szerkezettel rendelkező szerves szénvegyületet (alifás, O-alkil és poliszacharid csoportok), amiket a mikroorganizsmusok a legkönnyebben le tudnak bontani. Illetve ebben a frakcióban volt kimutatható a legnagyobb mértékben a talajokhoz hozzákevert kukorica szármaradvány és ebben a frakcióban volt a legalacsonyabb a szén átlagos tartózkodási ideje (3,6 év).
Az eredmények igazolták az rSOC frakció legnagyobb mértékű stabilitását a lebomlással szemben. Hiszen ebbe a frakcióba került a legkisebb mennyiségben a hozzáadott kukoricából és ebben a frakcióban volt a szén tartózkodási ideje a legmagasabb (250 év). Továbbá, ennek a frakciónak volt egyedül negatív a Δ14C értéke, ami szintén arra utal, hogy ebben a frakcióban található az általunk vizsgált talaj “legidősebb”, legstabilabb szerves anyaga. Összességében a tanulmányunk megerősítette azt a hipotézist, miszerint a frakciók csökkenő szemcseméretével a talajban található ásványok és szerves anyagok közötti kapcsolatoknak köszönhetően nő a lebomlással szembeni védelem.
A magyar nyelvű összefoglalót Zacháry Dóra készítette.