Europejski projekt badań gleby pod kierunkiem prof. Webera

• W projekcie, którego liderem jest UPWr, uczestniczą cenione w świecie jednostki badawcze
• Badania będą prowadzone na wieloletnich stanowiskach, najstarszy eksperyment prowadzony jest od 178 lat

The European Joint Programme „EJP SOIL – Towards climate-smart sustainable management of agricultural soils” w 2021 roku ogłosił pierwszy konkurs zewnętrzny. Jego główny cel określony w tytule – w kierunku przyjaznego dla klimatu zrównoważonego gospodarowania glebami rolniczymi – daje możliwość połączenia kwestii zmian klimatycznych z szeroko rozumianym rolnictwem. Z około 80 zgłoszonych projektów wybrano 11. Najwyżej oceniono „SOMPACS – soil management effects on Soil Organic Matter Properties And Carbon Sequestration”, którego liderem jest prof. Jerzy Weber z Instytutu Nauk o Glebie, Żywienia Roślin i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Realizować go będzie konsorcjum utworzone przez 12 podmiotów, w którym partnerami są: University of Limerick z Irlandii, University of Rostock z Niemiec, University of Wyoming w Stanach Zjednoczonych, University of Naples we Włoszech,  Vytautas Magnis University i Agricultural Academy w Kownie na Litwie, Rothamsted Research w Harpenden w Wielkiej Brytanii, a z Polski: Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Instytut Agrofizyki PAN w Lublinie, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Uniwersytet Wrocławski oraz Grupa Producentów Rolnych TERRA z Prusic koło Złotoryi.

Partnerzy i cel

– Mamy partnerów wysoko cenionych w świecie, dysponujących najnowocześniejszą, unikatową aparaturą. Z polskiej strony wszyscy uczestnicy badań wzajemnie się uzupełniają i na tym mi najbardziej zależało – podkreśla profesor Jerzy Weber, nie kryjąc radości i satysfakcji z tak wysokiej oceny. – Na sukces złożyło się wiele elementów, wśród których podkreślić muszę olbrzymią pomoc uczelni, zwłaszcza Eweliny Kaczmarek i dr Katarzyny Kopańczyk z Działu Międzynarodowych Programów Badawczych. O ile się nie mylę – dodaje profesor –  jest to pierwszy europejski projekt koordynowany przez UPWr.

Jak podkreśla Jerzy Weber, sukces wsparła też zewnętrzna firma specjalizująca się w przygotowywaniu unijnych wniosków, wyszukana i zaangażowana przez UPWr.

Celem projektu jest określenie sposobów gospodarowania glebą, które w różnych warunkach glebowych i klimatycznych Europy i USA wzbogacają glebę we frakcje materii organicznej najbardziej odporne na rozkład mikrobiologiczny. Rośliny pobierają CO₂ z powietrza, wbudowując węgiel w swoje tkanki, które po obumarciu rośliny – w wyniku skomplikowanych procesów biochemicznych – przekształcają się w glebową materię organiczną, przyczyniając się do sekwestracji węgla.  Planowane badania skoncentrują się również na bilansie węgla organicznego w glebie, który ma zostać zoptymalizowany metodami agrotechnicznymi, a także określeniu stabilności glebowej materii organicznej w zależności od warunków gospodarowania w różnych warunkach klimatycznych.

– Ogromny plus tego projektu polega na tym, że mamy zapewniony dostęp do unikatowych wieloletnich badań polowych prowadzonych przez partnerów na różnych glebach w odmiennych warunkach klimatycznych – mówi prof. Weber. Podkreśla przy tym, że gleba jest globalnie największym magazynem węgla, który jest wiązany w  glebowej materii organicznej. Niestety, trwałość jej na ogół nie jest wysoka, gdyż z czasem przy udziale mikroorganizmów ulega ona mineralizacji, a uwolniony węgiel jest emitowany do atmosfery. Zmiany klimatyczne związane z emisją dwutlenku węgla skłaniają badaczy do szukania sposobów na zwiększenie w glebie zawartości węgla, który jest wiązany w bardziej trwałych formach.

Badania w całej Europie

Międzynarodowy zespół naukowy będzie badać, jak różne sposoby użytkowania i uprawiania gleby wpływają na tworzenie się w glebie frakcji najbardziej odpornej na procesy rozkładu. Ta frakcja to tzw. huminy. Substancje humusowe zawarte w glebie bada się rozpuszczając je w alkaliach, dzięki czemu mogą być wydzielane jej poszczególne frakcje. Na tej zasadzie uzyskano preparat immunologiczny prof. Tołpy, który na rynku farmaceutycznym zrobił furorę w latach 80. XX wieku. Huminy nie rozpuszczają się w alkaliach, stąd są trudne do zbadania. – Frakcja ta będzie we Wrocławiu izolowana poprzez usuwanie wszystkich pozostałych składników materiału glebowego metodą opublikowaną przez nas w 2021 roku. Na uniwersytecie Limerick w Irlandii będzie wykorzystywana do tego metoda ekstrakcji, a frakcje uzyskane obu metodami będą analizowane przez wszystkich uczestników międzynarodowego konsorcjum. Będziemy dążyć  do określenia w jaki sposób różne użytkowanie gleby wpływa na zawartość i właściwości humin – tłumaczy prof. Jerzy Weber.

W tym celu będą pobrane próbki glebowe z ośmiu wieloletnich doświadczeń polowych z różnymi systemami gospodarowania glebą (uprawa konwencjonalna / bezorkowa; nawożenie mineralne / organiczne; uprawa z / bez międzyplonów; grunty orne / użytki zielone; oraz gleby uprawiane / nieuprawiane). Próbki będą pobierane z doświadczeń polowych:  22- i 54-letnich na Litwie; 26-letnich we Włoszech; 30-letnich w Irlandii; 30-, 46- i 100-letnich w Polsce; a także z najdłuższego na świecie eksperymentu Broadbalk prowadzonego nieprzerwanie przez brytyjski Rothamsted Research od… 178 lat. Eksperymenty będą również prowadzone na polach produkcyjnych, gdzie oprócz stosowanych metod uprawy zastosowane zostaną dodatki stymulujące wzrost korzeni (komercyjne produkty humusowe, biowęgiel, poferment z biogazowni). Wpływ tych dodatków na zawartość i właściwości glebowej materii organicznej zostanie zbadany w doświadczeniach polowych, a także w badaniach inkubacyjnych nad jej rozkładem mikrobiologicznym. Równolegle do pobierania próbek gleby, w doświadczeniach polowych będzie określone plonowanie, a także w warunkach polowych będzie mierzona emisja CO₂ z gleby.

– Podstawowe właściwości gleby zostaną uzupełnione analizą aktywności enzymatycznej, badaniem retencji wody w glebie, hydrofobowości gleby i stabilności jej struktury, składu mineralogicznego koloidów glebowych, a także specjalistycznymi badaniami właściwości mikrobiologicznych, w tym genetyki mikrobiomu i mykobiomu – wyjaśnia prof. Weber.

Najważniejsze będą badania glebowej materii organicznej, realizowane przy zastosowaniu unikatowej aparatury w ośrodkach krajowych i zagranicznych. Ponadto szacowane będą  zapasy węgla organicznego w glebie, a w celu określenia jego potencjalnego wymywania i mikrobiologicznej dostępności będzie oznaczona zawartość węgla wodno-ekstrahowanego. Projekt będzie realizowany w okresie 2022 – 2025. W Polsce badania będą finansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, które na ten cel – na sześć podmiotów – przeznaczyło 200 tysięcy euro.

kbk