加利福尼亚大学戴维斯分校的科学家通过在有效耕作层更深处，发现堆肥是将碳储存在半干旱农田土壤中的关键，这是抵消CO₂排放的一种策略。

在发表于《全球变化生物学》杂志上的为期19年的研究中，科学家们挖掘了约1.8m的深度，比较了传统的玉米和小麦耕作系统，有覆盖作物和使用堆肥的田地中的土壤碳变化。他们发现：

• 常规土壤既不释放也不存储太多的碳。
• 在常规土壤上进行表层耕作，虽然表面30cm处的碳增加，但实际上会在该深度以下损失大量碳。
• 当有机认证系统中同时添加堆肥和覆盖作物时，土壤碳含量在整个研究过程中增加了12.6％，即每年约增加0.7％。这超过了国际“千分之四”的倡议，该倡议要求每年增加0.4％的土壤碳。与仅测量表面耕作层所计算出的碳相比，碳的存储量也要多得多。

共同第一作者，杰西卡 · 奇亚塔斯博士说：“如果我们花时间和精力去深入了解，那还会有更多惊奇的发现。”

加州大学戴维斯分校土地，空气和水资源部门的学生说道。“土壤是我们脚下巨大的自然资源。如果我们只考虑在表面耕作，那么我们就错失了机会。碳就像第二种作物。”

涵盖农作物，堆肥和碳市场

在全国范围内，许多研究土壤顶脚碳变化的研究都发现，覆盖作物系统储存了碳。加州大学戴维斯分校的研究也发现了耕作层碳的增加，但是从更深的角度来看，覆膜作物释放出了足够的碳，这导致了整体净损失。

加州大学戴维斯分校农业可持续发展研究所的作物系统科学家，共同第一作者尼科尔 · 塔格斯说：“碳存储给农作物带来的其他好处，在土壤系统系统中，碳存储不一定是其中之一。” “通过鼓励堆肥，我们将取得更大的进步。”

微生物需要均衡饮食

碳必须通过土壤微生物过滤才能在土壤中产生稳定形式的碳。堆肥不仅为土壤提供了碳源，而且还提供了其他重要营养素，这样可以促使微生物可以有效发挥作用。

加州大学戴维斯分校主任凯特 · 史考夫说：“我们不断从土壤中流失有机物的一个原因是，我们的重点是给植物施肥，而我们却忘记了我们也需要养活土壤生态”。

史考夫说，均衡饮食可以使土壤中碳的残留量与二氧化碳的释放量产生差异。

当他们的失去失衡时，微生物会寻找缺失的营养，从现有的土壤有机质中开采出来。这导致了碳的损失而不是碳的增加。作者认为，在土壤深处，覆盖作物的根部提供了碳，但没有提供稳定碳所需的其他养分。

在干旱气候中固碳

这项研究是在加利福尼亚北部中央山谷的罗素牧场可持续农业设施进行的，该设施是加州大学戴维斯分校农业可持续发展研究所的一部分。结果表明，像这样的半干旱地中海气候的研究地点可能能够比以前认为的要多得多。

加州粮食和农业部部长卡伦 · 罗斯说：“由于加州投资了将碳固存到土壤中的计划，因此加州大学戴维斯分校的罗素牧场开展的这项工作非常及时。” “通过添加堆肥将碳固存在土壤中是我们的“ 健康土壤计划”中的关键做法，我们很高兴科学和政策努力相互配合并相互支持。”

结果还表明，堆肥有机会通过改善土壤，抵消温室气体排放以及将动物和食物废物转化为土壤所需的有价值的产品，为农民和环境提供多种相互联系的利益。