Выращивание мискантуса не только даст биотопливо, но и сохранит экологию.

Многолетние культуры, такие как мискантус, дают высокий выход биомассы на единицу площади, что дает все основания рассматривать их в качестве замены кукурузы при производстве биотоплива. К тому же, у некоторых из таких культур обнаружено еще одно полезное свойство  – они способны уменьшить смыв азота с полей. В Университете Иллинойса были проведены 4-летние исследования, в которых сравнивались участки, засаженные мискантусом, просо, смесью видов из прерий и с типичным севооборотом (кукуруза-кукуруза-соя). Все варианты с многолетними растениями эффективно снижали потери азота, но мискантус давал самый высокий выход биомассы.

"Наши исследования убедительно показали, что смыв азота в окружающие экосистемы существенно уменьшается при замене пропашных сельскохозяйственных культур на многолетние растения, подходящие для производства биотоплива,  – рассказал один из участников исследований, Кэндис Смит.  – Мы смогли изучить эти процессы при выращивании многолетних и однолетних пропашных культур. Хотя два первых года вынос азота также был довольно высоким на том поле, где был высажен мискантус. Но когда сформировался плотный растительный полог, смыв азота на соседние участки быстро уменьшился". Смит заметил, что это должно положительно сказаться на состоянии естественных экосистем.

"Производство кукурузы по интенсивной технологии предполагает внесение больших доз удобрений, в результате азот выносится в окружающую среду, как за счет эмиссии газа  – закиси азота, так и за счет смыва нитратов с поверхности почвы дренажными системами,  – добавил Марк Дэвид, биогеохимик. – Закись азота является парниковым газом, а нитраты могут загрязнять питьевые воды, и привести к дисбалансу биосистем на побережье океана. Каждым летом в Мексиканском заливе формируется анаэробная зона, причиной которой является смыв азота с полей, расположенных в Кукурузном Поясе на Среднем Западе США  – наиболее вероятном месте производства биотоплива".

В проведенных исследованиях сравнивалась эмиссия закиси азота и смыва нитратов с полей, где выращивались мискантус, просо, смешанный травостой, характерный для прерий, а также типичный севооборот кукурузы и сои. На этих полях также оценивался урожай биомассы. Полученные результаты свидетельствуют, что многолетние культуры существенно снижают выщелачивание нитратов по профилю почвы и их смыв с полей. Уменьшилась и эмиссия закиси азота с полей, засаженных многолетними культурами. В итоге потери азота с полей, где были посажены многолетние культуры, снизились в значительной степени.  

Соотноешние между азотом и углеродом в биомассе мискантуса оказалась очень низким. В конце вегетационного сезона растение перемещает азот из листьев в корни и систему ризомов, откуда он мобилизуется в следующем году. Низкая концентрация азота в биомассе, означает, что этот элемент слабо выносится с нею и уходит на переработку, а большое его количество остается в агроэкосистеме. В здоровой почве происходит микробиологическая фиксация азота, и если этот макроэлемент выносится в незначительной степени, то необходимость в удобрениях отпадает.

Дэвид говорит, что необходимы дополнительные исследования для более полного понимания цикла азота на полях, где выращиваются такие биоэнергетические культуры, как мискантус. Но уже сейчас ясно, что подобные многолетние растения могут снизить вынос азота с полей и уменьшить отрицательное экологическое воздействие сельскохозяйственных угодий, давая при этом достаточный объем биомассы для возобновимого производства топлива.

Подобности о результатах исследований изложены в статье, опубликованной в журнале "Journal of Environmental Quality".

Источник: sciencedaily.com