При традиционном выращивании риса поля постоянно затапливают водой, что требует значительных водных ресурсов и приводит к активному выделению аммиака в атмосферу. Ученые в Северо-Восточном Китае провели двухлетнее исследование альтернативного метода, сочетающего периодическое просушивание чеков с внесением обогащенного азотом биоугля. Результаты эксперимента показали, что такой подход позволяет одновременно снизить экологическую нагрузку и повысить урожайность культуры.
Технология периодического полива предполагает чередование фаз затопления и высыхания рисовых чеков. Это сокращает потребление воды, но усложняет распределение питательных веществ в почве, из-за чего растения могут испытывать дефицит азота. Для решения этой проблемы исследователи применили биоуголь, полученный путем пиролиза рисовой соломы. Этот пористый материал удерживает ионы аммония и постепенно высвобождает их, работая как удобрение пролонгированного действия и кондиционер почвы.
Согласно результатам контролируемых испытаний, переход только на периодический полив позволил сэкономить от 14 до 16 процентов воды, увеличив урожайность на 2–5 процентов. Интеграция азотистого биоугля в эту систему дала дополнительный прирост сбора зерна на 7–13 процентов по сравнению с обычным прерывистым орошением. Кроме того, за счет лучшего удержания влаги в почве потребление воды снизилось еще на 7–12,4 процента.
Особое значение авторы работы придают динамике выбросов аммиака. Использование обогащенного биоугля при постоянном затоплении полей приводило к локальной концентрации азота и росту его потерь в виде газа. Однако при совмещении биоугля с периодическим поливом этот нежелательный эффект исчезал. Колебания влажности почвы и адсорбирующие свойства угля стабилизировали азотный баланс, минимизируя испарение аммиака в атмосферу.
Статистический анализ подтвердил, что предложенный метод стимулирует развитие корневой системы риса, улучшает аэрацию почвы и оптимизирует работу почвенных микроорганизмов. По мнению исследователей, комбинированный подход решает ключевую проблему рисоводства, позволяя находить баланс между урожайностью, расходом воды и объемом выбросов азота.
Для масштабного внедрения новой технологии потребуются долгосрочные полевые испытания в различных климатических зонах, а также оценка экономической целесообразности производства биоугля. Специалистам еще предстоит разработать точные рекомендации по объемам внесения угля и графикам полива с учетом типов почв и конкретных сортов риса.