Применение биоугля в сельском хозяйстве, которое долгое время считалось надежным способом борьбы с климатическими изменениями, может давать лишь временный результат. Согласно исследованию, опубликованному в научном журнале Biochar, способность этого материала сдерживать выбросы закиси азота (N2O) из кислых почв существенно снижается и даже оборачивается обратным эффектом в долгосрочной перспективе. Результаты работы ставят под сомнение устойчивость экологических выгод от использования биоугля без постоянного контроля состояния земель.
Закись азота признана одним из наиболее агрессивных парниковых газов, а сельскохозяйственные угодья остаются его основным антропогенным источником. В первые годы после внесения биоугля – продукта термической переработки биомассы – ученые фиксировали резкое сокращение эмиссии этого газа, достигавшее 84 процентов. Эффект объяснялся стимуляцией специфических почвенных микроорганизмов, способных преобразовывать закись азота в безвредный азот. Пористая структура материала создавала для таких бактерий благоприятную среду, улучшая аэрацию и доступ к питательным веществам.
Однако наблюдения за участками, где биоуголь применялся на протяжении девяти лет, показали иную динамику. После начального периода подавления выбросов уровень эмиссии на обработанных полях начал расти и в итоге превысил показатели контрольных участков, где добавки не использовались. Анализ механизмов этого процесса выявил глубокие изменения в почвенном микробиоме. Со временем содержание растворимого органического углерода, служащего источником энергии для полезных бактерий, сократилось, что привело к деградации их популяций.
Параллельно с ослаблением бактериального звена в почве стали доминировать грибковые сообщества. В отличие от бактерий, грибы в процессе жизнедеятельности производят закись азота, но не обладают механизмами для ее нейтрализации. В результате естественного старения биоугля и его взаимодействия с почвенной средой баланс сместился в сторону накопления и последующего выброса парниковых газов в атмосферу.
Авторы исследования указывают на то, что биоуголь нельзя рассматривать как универсальное средство мелиорации. Эффективность метода зависит от типа почвы, характеристик состава и фактора времени. Специалисты призывают к разработке более гибких стратегий управления агросистемами, которые включали бы регулярную оценку микробиологического состава почв и уровня доступного углерода. Только такой комплексный подход позволит использовать потенциал добавок без риска столкнуться с непредвиденными экологическими последствиями в будущем.