Учёные выяснили, что два разных типа биоугля – кислотный и щелочной – по-разному помогают растениям выживать на засоленных почвах. Один тип значительно улучшает химический состав грунта, тогда как другой напрямую стимулирует рост биомассы. Это открытие, опубликованное в журнале Biochar, показывает, что биоуголь можно применять как точечный инструмент для восстановления деградировавших сельхозземель.
В ходе эксперимента исследователи вносили в засоленно-щелочную почву кислотный (pH 2,3) и щелочной (pH 8,8) биоуголь в дозировках 1%, 2% и 5% от веса. В горшках выращивали люцерну – важную кормовую культуру, способную фиксировать азот. Учёные анализировали, как добавки влияют на химию почвы, физиологию растений, их метаболизм и состав микроорганизмов в прикорневой зоне.
Оказалось, что щелочной биоуголь наиболее эффективно наращивает биомассу растений. При максимальной дозировке в 5% масса побегов люцерны увеличилась на 130,4%, а корней – на 335,6%. Добавка помогла растениям меньше накапливать токсичный натрий и активнее поглощать калий, который важен для клеточных процессов. Кроме того, этот вид биоугля увеличил разнообразие полезных почвенных бактерий, в том числе тех, что отвечают за фиксацию азота и переработку органики.
Кислотно-модифицированный биоуголь, напротив, лучше всего работал над восстановлением самой почвы. В дозе 5% он снизил засоленность на 37,4%, на 211% увеличил содержание органического углерода и на 194,1% – доступного фосфора. Этот тип угля также изменил метаболизм люцерны, заставив её производить больше защитных соединений – флавоноидов и алкалоидов. В почве он способствовал размножению актинобактерий, которые подавляют патогены.
По словам соавтора исследования Цзе Лю, результаты доказывают, что биоуголь следует подбирать под конкретные задачи: либо для стабилизации химического состава почвы, либо для стимуляции роста урожая. Другой соавтор, Юньфэн Ян, добавил, что эти выводы открывают путь к разработке новых стратегий рекультивации земель. Целенаправленное применение разных видов биоугля может помочь вернуть в оборот земли, страдающие от засоления из-за изменения климата и деградации почв.