Китайские ученые разработали состав удобрений, который сокращает выбросы аммиака на 27,1% по сравнению с традиционными методами, не снижая при этом урожайность. Как показало двухлетнее исследование, этого удалось достичь за счет добавления в органические удобрения биоугля и ингибитора нитрификации дициандиамида, даже при сокращении доли минерального азота на 30%.
Эксперимент проходил с 2022 по 2024 год в тепличных условиях на почвенных колонках, имитирующих два полных цикла ротации риса и пшеницы. Ученые сравнивали результаты применения стандартной мочевины с тремя видами удобрений с пониженным содержанием минерального азота: обычным органическим, органическим с добавлением биоугля, а также с одновременным добавлением биоугля и дициандиамида.
Наиболее эффективной оказалась комбинация биоугля и дициандиамида. За весь цикл наблюдений только она позволила значительно сократить совокупные выбросы аммиака по сравнению с обычной мочевиной. Сам по себе биоуголь уменьшил испарение аммиака на 5,9% относительно стандартного органического удобрения, тогда как в сочетании с ингибитором этот показатель достиг 33,6%. По мнению исследователей, это указывает на взаимодополняющий эффект компонентов.
Биоуголь, который получают при нагреве биомассы без доступа кислорода, за счет своей пористой структуры регулирует влажность почвы, концентрацию аммония и кислотно-щелочной баланс. Это помогает удерживать азот в менее летучей форме. Дициандиамид, в свою очередь, замедляет микробные процессы превращения аммония в нитриты и нитраты, дольше сохраняя его доступным для растений. Анализ также показал, что новые удобрения подавляют активность бактерий рода Nitrospirota, участвующих в этих процессах.
Важно, что при сокращении выбросов аммиака не выросли эмиссии закиси азота – еще одного парникового газа. Урожайность риса при использовании комбинированного удобрения не уступала показателям при традиционной подкормке, в то время как другие органические составы привели к ее снижению. По предварительным расчетам, экономический эффект от внедрения новой технологии может составить около 36,6 тыс. юаней (примерно $5 тыс.) с гектара в год за счет экономии удобрений и снижения экологического ущерба.
Авторы исследования подчеркивают, что результаты получены в контролируемых лабораторных условиях. Для подтверждения эффективности и экономической целесообразности технологии необходимы масштабные полевые испытания. Результаты в реальных условиях могут отличаться из-за погоды, типа почвы и агротехники. Тем не менее, работа демонстрирует перспективный подход к повышению эффективности азотных удобрений и снижению их воздействия на окружающую среду.