Международная группа учёных разработала компьютерную модель, которая позволяет точно прогнозировать, как внесение биоугля повлияет на урожайность, состояние почвы и выбросы парниковых газов. Инструмент DLEM-Ag-Biochar учитывает местные агроклиматические условия и помогает применять технологию с максимальной пользой.
Биоуголь – это пористый, богатый углеродом материал, который получают при сжигании биомассы без доступа кислорода. Его добавляют в почву, чтобы удержать в ней углерод, повысить плодородие и способность удерживать влагу, а также сократить выбросы парниковых газов. Однако эффект от биоугля сильно зависит от климата, типа почвы и выращиваемых культур, что до сих пор мешало его широкому внедрению.
Новая модель решает эту проблему. В её основу легли данные 48 полевых экспериментов из 12 стран с разными почвенно-климатическими зонами, сельхозкультурами и видами сырья для биоугля. Проверка показала высокую точность прогнозов: предсказанная урожайность совпала с реальными данными на 78%, динамика органического углерода в почве – на 72%, а эмиссия углекислого газа – на 91%.
Моделирование подтвердило, что универсального подхода к применению биоугля не существует. Наибольший прирост урожайности он даёт в умеренном и тропическом климате, тогда как в засушливых регионах его действие менее предсказуемо. Лучше всего технология работает на почвах со средним гранулометрическим составом, а на песчаных – её эффект более вариативен.
Исследование также выявило компромисс между дозировкой и результатом. Умеренные дозы биоугля оптимальны для повышения урожайности, тогда как большие количества эффективнее связывают углерод в почве и сокращают выбросы CO2. Это позволяет аграриям и регуляторам выбирать стратегию в зависимости от приоритетных задач – роста производства или климатических целей. Модель тестировали на данных по кукурузе, пшенице и сое.
«Эффективность биоугля зависит от контекста. Наша модель даёт фермерам, агрономам и политикам инструмент, который позволяет адаптировать технологию к конкретным местным условиям для получения максимальной агрономической и экологической выгоды», – отметил руководитель исследования Вэй Жэнь.
Разработка DLEM-Ag-Biochar – это шаг к устойчивой интенсификации сельского хозяйства, которая позволит одновременно наращивать производство продовольствия и снижать нагрузку на окружающую среду. В то же время учёные подчёркивают, что для дальнейшего совершенствования модели необходимы более длительные полевые исследования в разных агроэкологических системах мира.