Тридцатилетние исследования и полевые испытания показали, что биоуголь – это не универсальное средство для улучшения почвы, а материал, который нужно адаптировать к конкретным условиям. Эффективность биоугля зависит от способа его производства и характеристик хозяйства, где его применяют. К такому выводу пришли участники международного онлайн-форума, обобщившие результаты многолетних наблюдений.
Основной вопрос для ученых больше не в том, работает ли биоуголь, а в том, как подобрать его химические и физические свойства под определенные почвы, культуры, климат и агросистемы, отметил профессор Стивен Джозеф из Университета Нового Южного Уэльса. Биоуголь получают при нагреве растительных остатков, древесины или навоза в среде с низким содержанием кислорода. В отличие от золы, он сохраняет углеродную структуру, а его поры могут удерживать влагу, питательные вещества и служить средой для микроорганизмов. Однако свойства биоугля зависят от исходного сырья, температуры и длительности пиролиза.
Попав в землю, биоуголь со временем меняется. Сначала из него высвобождаются растворимые соединения и ионы, которые могут временно повлиять на кислотность и доступность питательных веществ. Затем его поверхность становится химически активнее при взаимодействии с кислородом, водой и корнями растений, что позволяет ему лучше связывать питательные элементы и металлы. На последнем этапе биоуголь встраивается в структуру почвы. Этот процесс объясняет, почему эффект от его внесения может проявиться не сразу: свежий материал может быть щелочным и химически активным, а «созревший» лучше удерживает питательные вещества.
Исследования подтвердили, что биоуголь улучшает свойства разных типов почв. В кислотных почвах он может повысить pH и снизить токсичность некоторых металлов, например алюминия. На песчаных почвах его пористая структура помогает удерживать влагу и сокращает вымывание питательных веществ. Также он может повышать пористость почвы и создавать благоприятные условия для развития корневой системы и почвенных микроорганизмов.
Биоуголь способен накапливать в почве углерод в стабильной форме на десятки лет, замедляя его разложение. Некоторые исследования также фиксировали, что он снижает выбросы закиси азота и метана – двух мощных парниковых газов. Однако итоговая польза для климата зависит от всей производственной цепочки, включая сбор сырья, транспортировку и энергию, затраченную на пиролиз.
Влияние на урожайность оказалось неоднозначным: в одних экспериментах она заметно росла, в других почти не менялась или даже временно снижалась. Наилучшие результаты удобрение показало на бедных кислых и песчаных почвах, где нехватка воды и питательных веществ стоит особенно остро. На плодородных и хорошо увлажненных землях прирост урожая был незначительным. Результат также зависит от дозировки, размера частиц, способа внесения и типа культуры.
Ученые пришли к выводу, что потенциал биоугля раскроется не при простом внесении в почву, а при комплексном подходе, который связывает переработку отходов, восстановление земель и смягчение последствий изменения климата. Успешное применение технологии потребует стандартизации, долгосрочных полевых испытаний и оценки всего жизненного цикла продукта.