Корни растений постоянно выделяют в почву органические вещества – сахара, аминокислоты и кислоты. Этот углерод, который растения получают из атмосферы в процессе фотосинтеза, обычно в течение нескольких часов или дней потребляют почвенные микробы, возвращая его в атмосферу в виде углекислого газа. Новая аналитическая работа, опубликованная в журнале Plant and Soil, рассматривает гипотезу, согласно которой биоуголь – материал, похожий на древесный уголь, – может улавливать эти летучие соединения и удерживать их в почве десятилетиями.
В обзоре, подготовленном Хассаном Этесами из Тегеранского университета, обобщены данные научных публикаций до декабря 2025 года. Автор описывает несколько механизмов, с помощью которых биоуголь может стабилизировать углерод из корневых выделений. Самый очевидный – физическая сорбция: пористая структура биоугля с большой площадью поверхности впитывает органические соединения, защищая их от микробных ферментов. Кроме того, биоуголь может участвовать в химических реакциях, которые превращают легкодоступные молекулы в более стойкие формы, и способствовать их связыванию с минеральными частицами почвы.
Другой важный механизм связан с влиянием на почвенные микроорганизмы. Биоуголь может смещать их метаболизм от простого «сжигания» органики с выделением CO2 к её усвоению и накоплению в биомассе. После гибели микробов их остатки (некромасса) образуют одну из самых устойчивых форм почвенного органического углерода. Это соответствует современной научной концепции, по которой даже простые сахара могут надолго задерживаться в почве, если микробы эффективно преобразуют их в свою биомассу, которая затем связывается с минералами.
Гипотезу косвенно подтверждает десятилетнее полевое исследование, показавшее, что биоуголь со временем увеличивал запасы углерода в почве за счёт стабилизации всех корневых отложений. Однако автор обзора подчёркивает, что прямых доказательств захвата именно летучих корневых выделений крайне мало, и они в основном опираются на одно это исследование. Большинство экспериментов проводили не со сложными природными смесями, а с их заменителями, например глюкозой.
Эффективность технологии сильно зависит от контекста: типа самого биоугля и почвы, вида растений и агротехники. Важен даже физический контакт частиц биоугля с корнями. Более того, биоуголь может не только пассивно улавливать вещества, но и влиять на то, какие именно соединения выделяют корни. Существуют и риски: в некоторых условиях биоуголь способен, наоборот, стимулировать разложение уже имеющейся в почве органики или снижать доступность питательных веществ для микробов.
Несмотря на потенциал для климатически оптимизированного сельского хозяйства, автор приходит к осторожному выводу: стабилизация углерода с помощью биоугля – это правдоподобный, но пока не доказанный в промышленных масштабах механизм. Чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезу, необходимы долгосрочные полевые испытания в разных агроклиматических зонах, а также детальные исследования с использованием изотопных меток для отслеживания судьбы конкретных соединений.