Ультрадисперсная форма биоугля – нанобиочар – может комплексно решать проблемы, с которыми сталкивается современное сельское хозяйство. Обзор научных работ, опубликованный в журнале Biochar X, показал, что материал помогает удерживать в почве воду и питательные вещества, повышает устойчивость растений к засухе и засолению, а также защищает их от промышленных загрязнителей.
Нанобиочар производят из растительной биомассы путём нагрева без доступа кислорода. В отличие от обычного биоугля, его частицы не превышают 100 нанометров. Благодаря малым размерам у материала значительно больше удельная площадь поверхности и объём пор, что повышает его химическую активность. По данным обзора, в сравнении с традиционным аналогом площадь поверхности нанобиочара в среднем больше на 650%, объём пор – на 480%, а способность удерживать питательные элементы, такие как калий и кальций, – на 320%.
Эти свойства напрямую влияют на агрономические показатели. Исследования показали, что применение нанобиочара повышает эффективность усвоения азота на 77% и увеличивает урожайность на 18%. Кроме того, материал на 39% лучше удерживает влагу в почве и сокращает вымывание из неё питательных веществ на 30–50%.
Нанобиочар также эффективно борется с загрязнением почв. Он способен связывать ионы тяжёлых металлов, не позволяя растениям их усваивать. В ходе экспериментов обработка почвы снизила поглощение токсичных металлов культурами на 84–95%. В частности, рис, выращенный на земле, загрязнённой кадмием, накопил в тканях почти на 95% меньше этого элемента после внесения нанобиочара. Это свойство делает его перспективным для использования на сельхозугодьях вблизи промышленных зон.
Однако авторы обзора предостерегают от преждевременного внедрения технологии. Наноразмер частиц делает материал более мобильным и реактивным, что создаёт риски. Он может накапливаться в экосистемах, оказаться токсичным для почвенных организмов или самих растений. Если для производства используют загрязнённое сырьё, нанобиочар может стать источником вторичного загрязнения.
Учёные подчёркивают, что прежде чем нанобиочар попадёт на поля, необходимо провести долгосрочные испытания в разных климатических условиях и на разных типах почв. Требуется стандартизировать методы производства и разработать отдельное регулирование для почвенных добавок на основе наночастиц. Только после подтверждения безопасности и стабильной эффективности в полевых условиях материал сможет перейти из лабораторий в арсенал агротехнологий.