Внесение измельченного активированного биоугля в торф значительно увеличивает в субстрате концентрацию ключевых макроэлементов, таких как фосфор, калий и кальций. К такому выводу пришли ученые ТюмГУ, изучив влияние высокопористых биоуглей на физико-химические свойства тепличных торфяных субстратов.
В качестве основы субстратов рассматривался широко распространенный в Западной Сибири сфагновый верховой торф. В природе он подвержен деградации, что вызывает экологические проблемы, а в сельском хозяйстве является недостаточно продуктивным из-за низкой концентрации макро- и микроэлементов. С целью изменения свойств торфа к нему добавлялись биоугли из скорлупы кедровых орехов – местного для Сибири вторичного сырья.
«Наши исследования подтверждают перспективность активированного биоугля для повышения питательной ценности торфяных субстратов. Внесение биоугля в торфяной субстрат оказывает комплексное влияние на органическую и минеральную части сфагнового верхового торфа. Мы установили, что применение биоугля, особенно в активированной и измельченной форме, в концентрации 20% по объему приводит к увеличению содержания углерода в субстрате в 1.5-2 раза. Это способствует повышению его устойчивости к микробному разложению, формированию стабильного пула органического вещества и улучшению агрофизических характеристик, таких как плодородие, влагоудержание, аэрация и сорбционная способность по отношению к загрязнителям», - сообщил доцент Школы естественных наук и научный сотрудник X-BIO ТюмГУ Констанин Пономарев.
Однако, как оказалось, увеличение соотношения углерода и азота при внесении высоких доз биоугля указывает на возможное снижение доступности азота для растений. Это явление может привести к временному дефициту азота, что требует корректировки системы удобрений, например, внесения дополнительного азота или применения биоугля, предварительно насыщенного питательными элементами.
Анализ кислоторастворимых форм макро- и микроэлементов показал значительное увеличение содержания калия, фосфора, кальция, магния, железа и кремния, а также микроэлементов (цинка и марганца) в субстрате при добавлении активированного биоугля. В то же время ученые выявили снижение концентрации меди и алюминия, что может благоприятно сказаться на росте растений. Концентрация тяжелых металлов была невысокой (например, концентрация хрома в торфяных субстратах с биоуглем не превышала 2 мг/кг), что подтверждает эффективность и экологическую безопасность использования биоуглей в качестве добавок к торфу.
«Полученные результаты показывают, что применение биоугля является перспективной стратегией частичной замены традиционных торфяных субстратов, способствуя повышению их питательной ценности и снижению добычи и потребления этого медленно возобновляемого ресурса. Оптимизация дозировок и форм биоугля требуют дальнейшего изучения, однако, основываясь на полученных данных, наиболее рациональным представляется использование активированного измельченного биоугля в концентрации 10% по объему. Такой подход обеспечивает обогащение субстрата элементами питания при минимальном риске накопления потенциально токсичных соединений», - пояснил Константин Пономарев.
Работа проводилась в рамках госзадания № FEWZ-2024-0013 (Научно-технические основы и прикладные решения ресурсоэффективной термической переработки органического сырья с получением продуктов с высокой добавленной стоимостью для энергетической, металлургической и сельскохозяйственной отраслей). Исследование состава торфяных субстратов выполнено при поддержке РНФ по проекту № 23-76-01011 “Разработка высокопродуктивного субстрата с использованием биоугольных мелиорантов из термически переработанного органического сырья для выращивания микрозелени и овощной низкорослой продукции”. В исследовании задействовался ЦКП “Рациональное природопользование и физико-химические исследования” ТюмГУ, сотрудникам которого ученые выражают искреннюю благодарность. Результаты опубликованы в Бюллетене Почвенного института им. В.В. Докучаева.
Источник: Минобрнауки РФ
Изображение: фрипик
