Impact of climate change on changes in organic carbon concentration and carbon accumulation in the biomass of agricultural plants and soil

Klimato atšilimas šiuo metu yra didžiausia pasaulinio masto ekologinė problema, kuri apima visas Žemės ekosistemas ir daro esminį poveikį ekosistemoms ir jose vykstantiems anglies apykaitos procesams. Vis daugiau tyrimų rodo, kad anglies koncentracija reikšmingai skiriasi lyginant atskiras augalo dalis, rūšis ir augimo sąlygas. Todėl, norint įvertinti potencialų anglies kaupimą dabartinėmis ir atšilusio klimato sąlygomis, labai svarbu tiksliai nustatyti anglies koncentraciją ne tik visoje augalo biomasėje, bet ir atskirose jo dalyse ir, siekiant padidinti organinės anglies kiekį dirvožemyje, atrinkti augalų veisles, turinčias geresnes anglies kaupimo galimybes. Šiame disertaciniame darbe visuminės organinės anglies koncentracija ir kaupimasis nustatyti ne tik visoje tirtų rūšių biomasėje, bet ir skirtingose augalų dalyse. Nustatyta, kad organinės anglies koncentracija vasarinių miežių (Hordeum vulgare L.), sėjamųjų žirnių (Pisum sativum L.) ir vasarinių rapsų (Brassica napus L.) biomasėje ir skirtingose augalų dalyse, esant pavieniam padidintos CO2 koncentracijos (21 °C/800 ppm), kompleksiniam padidintos CO2 koncentracijos ir oro temperatūros (25 °C/800 ppm) bei ekstremalių klimato sąlygų (karščio bangos ir sausros) poveikiui buvo gerokai mažesnė nei dažniausiai naudojama 500 g kg-1 reikšmė. Taip pat ištirta anglies pernaša augalas-dirvožemis sistema atskleidė, kad miežiai, lyginant su rapsais, lėčiau vykdo anglies pernašą į dirvožemį.Global warming is currently the biggest global ecological problem that affects all the Earth’s ecosystems. More and more studies show that carbon concentrations differ significantly when comparing individual plant parts, species and growth conditions. Therefore, in order to increase soil organic carbon when assessing the potential carbon sequestration of selected plant varieties with better carbon sequestration conditions in current and warming climates, accurate carbon concentration not only in their entire biomass but also in individual parts of the plant is essential. In this dissertation, the concentration and accumulation of total organic carbon was determined not only in the whole biomass of the studied species, but also in different parts of plants. Organic carbon concentration was found in the biomass of spring barley (Hordeum vulgare L.), field pea (Pisum sativum L.) and spring oilseed rape (Brassica napus L.) and in different parts of plants at single elevated CO2 concentration (21° C/ 800 ppm ), the combined effects of elevated CO2 concentration and air temperature (25° C/ 800 ppm) and extreme climatic conditions (heat waves and droughts) was well below the commonly used value of 500 g kg-1. The investigated carbon transfer through the plant-soil system also revealed that barley, compared to rapeseed, carries out carbon transfer to the soil more slowly.Gamtos mokslų fakultetasAplinkotyros katedr