Почва содержит разнообразный спектр микроорганизмов, включая грибы и бактерии, которые выполняют жизненно важные функции, такие как расщепление органических веществ, круговорот питательных веществ и связывание углерода.
«Микробы играют огромную роль в здоровье почвы, а если вы не видите их невооруженным глазом, но это не значит, что они не важны», - говорит Йогеш Кумар, аспирант кафедры природных ресурсов и окружающей среды в Университете Коннектикута.
Благодаря этим микробам почва удерживает огромное количество углерода Земли. Поддерживая функционирование этих микроорганизмов, вещество, известное как биоуголь, может улучшить способность почвы служить столь необходимым поглотителем углерода.
Биоуголь - это вещество, похожее на древесный уголь, которое производится путем сжигания органических отходов, например, образующихся в лесном и сельском хозяйстве. Биоуголь недавно стал практикой «климатически умного сельского хозяйства», учитывая его потенциал для улучшения здоровья почвы, питательных веществ и доступной водоудерживающей способности, устойчивости и сельскохозяйственной устойчивости без негативных экологических последствий, связанных с традиционными удобрениями.
Группа специалистов Колледжа сельского хозяйства, здравоохранения и природных ресурсов Университета Коннектикута разрабатывает более полную картину его преимуществ для окружающей среды и сельского хозяйства. Их недавняя публикация в журнале Biochar освещает, как биоуголь поддерживает почвенные микробы.
Кумар является ведущим автором статьи. Другие авторы - Вэй Рен, доцента кафедры природных ресурсов и окружающей среды; Хайин Тао, доцента кафедры управления питательными веществами почвы и здоровья почвы, и Бо Тао, доцента-исследователя кафедры природных ресурсов и окружающей среды университета.
Исследователи проанализировали данные сотен полевых исследований, проведенных по всему миру, чтобы определить влияние биоугля на почвенные микробы.
В среднем применение биоугля увеличило содержание углерода в микробной биомассе почвы (SMBC) примерно на 21%.
«Когда мы провели глобальный анализ данных, мы обнаружили, как биоуголь как стабильный углерод влияет на свойства почвы, в частности на микробную активность, приводящую к изменениям микробного углерода, - говорит Рен. - Это, в свою очередь, влияет на физические и химические характеристики почвы и хранение углерода».
Кусок биоугля имеет множество крошечных пор по всей поверхности. Микроорганизмы проникают в эти отверстия и питаются углеродом, азотом и другими необходимыми питательными веществами, которые предоставляет биоуголь. Это особенно важно в почве с дефицитом питательных веществ или почве с неоптимальным pH, которая в противном случае не смогла бы поддерживать разнообразную популяцию микробов.
«Биоуголь обеспечивает пищу, питательные вещества и среду обитания для этих микробов», - говорит Кумар.
Исследователи также обнаружили, что биоуголь более эффективен при использовании в сочетании с другими методами управления, такими как использование компоста или навоза.
Ограничивая область анализа полевыми исследованиями, которые проводятся в реальных условиях, а не в контролируемых тепличных условиях, эта работа имеет более ясные и непосредственные последствия для фермеров.
«Это помогает нам понять реальную ситуацию с погодой, почвой и другими факторами окружающей среды, взаимодействующими с биоуглем», - говорит Рен.
Предыдущая работа этой группы изучала, как биоуголь влияет на другие факторы, такие как урожайность и выбросы парниковых газов.
«Мы хотим иметь полное представление о биоугле как об эффективной и климатически оптимизированной сельскохозяйственной практике», - поясняет Рен.
Биоуголь особенно привлекателен для фермеров на северо-востоке США, где масштабы деятельности меньше, чем в других частях страны, например, на Среднем Западе. Биоуголь по-прежнему дорог для фермеров, что затрудняет его применение в больших масштабах.
«Хотя биоуголь дороже других методов, фермеры видят долгосрочные выгоды в плане экономии воды и питательных веществ, а также долгосрочного хранения углерода. В северо-восточном регионе наши фермеры и производители уже проявили интерес», - отметил Рен.
Кроме того, биоуголь наиболее эффективен в климате со среднегодовой температурой ниже 15 градусов Цельсия и количеством осадков около 50-100 см, например, в Коннектикуте и других частях региона.
Учитывая этот интерес, следующим шагом ученых станет сотрудничество с местными фермерами для проведения пилотных исследований биоугля.
Помимо поддержки полевых исследований, группа также использует эту работу для разработки моделей, которые могут прогнозировать долгосрочное воздействие биоугля на здоровье почвы и другие ключевые показатели.
Конечной целью этой работы является развитие региональной биоэкономики, в которой органические отходы собираются, превращаются в биоуголь и повторно используются для выращивания большего количества культур, сохраняя при этом здоровье почвы.
«Мы хотим сотрудничать с нашими полевыми учеными, людьми с различным опытом в области климата, землепользования и социально-экономики. Мы хотим предложить междисциплинарную программу для содействия развитию биоэкономики региона», - заключает Рен.
Источник: University of Connecticut. Автор: Анна Зарра Олдрич.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
