Dlhodobé agrolesníctvo zvyšuje pôdne zásoby organického uhlíka a hĺbkovú sekvestráciu uhlíka v indických Himalájach

V časopise Frontiers in Environmental Science vyšla 12. júna 2025 štúdia s názvom „Long-term agroforestry enhances soil organic carbon pools and deep soil carbon sequestration in the Indian Himalayas“ (DOI: 10.3389/fenvs.2025.1568564). Autori pod vedením Ranjana Bhattacharyyu z divízie pôdoznalectva ICAR–Indian Agricultural Research Institute v Naí Dillí porovnali počas 15-ročného experimentu osem agrolesníckych systémov a kontrolnú obrobenú úhorovú plochu vo štyroch hĺbkach pôdy. Výsledky ukazujú, že kombinácia stromov a plodín významne zvyšuje zásobu pôdneho organického uhlíka (SOC) nielen v ornej vrstve, ale aj v hlbokých vrstvách pôdy až do 60 cm.

Východisko a vedecká otázka

Agrolesnícke systémy podľa autorov vo všeobecnosti prekonávajú jednoročné systémy pestovania plodín v celkovej produktivite, zlepšovaní pôdnej úrodnosti, ochrane pôdy, regulácii mikroklímy a potenciáli sekvestrácie uhlíka (Dhyani et al., 2009). Pôdny organický uhlík (SOC) je základom kolobehu uhlíka a celkového zdravia suchozemských ekosystémov. Napriek tomu, že agrolesníctvo má veľký potenciál na sekvestráciu SOC, existujú obmedzené informácie o pôdnych zásobách uhlíka a o hĺbkovej sekvestrácii SOC pod dlhodobými agrolesníckymi systémami v indických Himalájach.

Predchádzajúce indické štúdie ukazujú široký rozsah sekvestrácie uhlíka pri rôznych druhoch: Acacia nilotica v Harijane 2,81 Mg C ha⁻¹ rok⁻¹, Dalbergia sissoo 5,37, Prosopis juliflora 6,50, ovocné stromy v Himáčalpradéši až 12,15. Na druhej strane Acacia pendula v Uttarpradéši dosahuje len 0,43 Mg C ha⁻¹ rok⁻¹.

Metodika

Experiment trval 15 rokov (do roku 2023) a bol vedený v indických Himalájach. Použili kompletne randomizovaný dizajn (CRD) s analýzou rozptylu (ANOVA), n = 3 opakovania na ošetrenie. Porovnali deväť variantov:

• T1: bhímal (Grewia optiva L.) samostatne
• T2: bhímal + kurkuma (Curcuma longa)
• T3: bhímal + vika trepalková (Vigna unguiculata) – horčica repková (Brassica campestris)
• T4: vika – horčica
• T5: moruša biela (Morus alba) samostatne
• T6: moruša + kurkuma
• T7: moruša + vika – horčica
• T8: kurkuma samostatne
• T9: obrobená úhorová plocha (kontrola)

Pôdu odoberali v štyroch hĺbkach: 0–15, 15–30, 30–45 a 45–60 cm. Objemovú hmotnosť (BD) merali jadrovým vzorkovačom (Veihmeyer a Hendrickson, 1948). Celkový SOC (TOC) rozdelili na štyri frakcie podľa oxidovateľnosti pomocou H₂SO₄ v troch koncentráciách (12 N, 18 N a 24 N): veľmi labilná, labilná, menej labilná a nelabilná. Zásobu uhlíka (SOC stock) vypočítali podľa Lala et al. (1998), miera akumulácie podľa Bhattacharyyu et al. (2015) s referenciou na úhorovú kontrolu. Štatistickú významnosť testovali Tukey HSD testom pri P < 0,05.

Výsledky

Najvyššia zásoba uhlíka vo všetkých štyroch hĺbkach bola zaznamenaná v ošetrení T7 — moruša + vika – horčica:

• 0–15 cm: 21,35 Mg C ha⁻¹ (kontrola T9: 14,09; LSD = 1,98)
• 15–30 cm: 19,92 Mg C ha⁻¹ (T9: 12,35; LSD = 1,70)
• 30–45 cm: 17,34 Mg C ha⁻¹ (T9: 11,59; LSD = 1,39)
• 45–60 cm: 16,18 Mg C ha⁻¹ (T9: 11,69; LSD = 1,11)

Miera akumulácie uhlíka voči kontrole:

• 0–30 cm vrstva: 0,99 Mg C ha⁻¹ rok⁻¹ pre T7 (najvyššia), 0,85 pre T6 (moruša + kurkuma), 0,69 pre T3 (bhímal + vika – horčica). Najnižšia hodnota 0,27 pre T1 (bhímal samostatne). LSD = 0,192.
• 30–60 cm vrstva: 0,68 Mg C ha⁻¹ rok⁻¹ pre T7, 0,52 pre T6, 0,47 pre T8 (kurkuma). LSD = 0,129.

Index C manažmentu (CMI), ktorý kombinuje labilný uhlík a celkový pool, dosiahol v T7 hodnoty 173 vo vrstve 0–15 cm a 246 vo vrstve 15–30 cm (kontrola 100). Permanganátom oxidovateľný uhlík (POXC) bol významne vyšší vo všetkých agrolesníckych ošetreniach v porovnaní s kontrolou (LSD pre 0–15 cm = 0,044 g kg⁻¹).

Mechanizmus

Autori interpretujú zistenia tromi cestami: po prvé, vyššia produktivita biomasy v agrolesníckych systémoch (najmä korene stromov a opadanka) zvyšuje vstup organickej hmoty do pôdy. Po druhé, kombinácia stromov so strukovinami ako vika trepalková obohacuje pôdu o dusík, čo podporuje mikrobiálnu aktivitu a stabilizáciu uhlíka. Po tretie, hlboké koreňové systémy moruše a bhímalu umiestňujú uhlík do vrstiev 30–60 cm, kde je mikrobiálnym rozkladom menej dostupný — čo vysvetľuje, prečo bol účinok pozorovaný aj v hlbokej pôde, nie len v ornej vrstve. Tieto mechanizmy spolu vysvetľujú vyšší index C manažmentu (CMI) v T7, ktorý integruje labilitu uhlíka aj veľkosť poolu.

Limity a obmedzenia

Štúdiu vykonali na jednej lokalite v indických Himalájach s n = 3 opakovaniami na ošetrenie, takže prenositeľnosť na iné klimatické zóny (vrátane miernych pásov Európy) je obmedzená. Primárne dáta podľa autorov nie sú voľne k dispozícii — ICAR nepodporuje ich zdieľanie a žiadosti je nutné smerovať na korešpondenčného autora. Pôdu hodnotili len do hĺbky 60 cm, takže potenciálnu sekvestráciu v ešte hlbších vrstvách (60–100 cm a viac) štúdia nezachytila.
DOI: 10.3389/fenvs.2025.1568564
Časopis: Frontiers in Environmental Science (Open Access)
Autori: Swarnashree Barman, Ranjan Bhattacharyya (korešp.), Charan Singh, A. C. Rathore, Vibha Singhal, S. L. Jat, T. K. Das, Soora Naresh Kumar, Avijit Ghosh, Hosam O. Elansary, Ihab Mohamed Moussa a kol.