Исследования показывают, что Biochar может повысить урожайность сельскохозяйственных культур на бедных почвах и помочь остановить последствия изменения климата. Так почему мы не используем его больше? Как показал международный обзор UNSW, продукт, изготовленный из городских, сельскохозяйственных и лесных отходов, обладает дополнительным преимуществом, заключающимся в сокращении углеродного следа современного сельского хозяйства.
Стивен Джозеф, приглашенный профессор Школы материаловедения и инженерии Университета Южного Уэльса, говорит, что опубликованное исследование предоставляет убедительные доказательства того, что биоуголь может способствовать смягчению последствий изменения климата.
«Он может поглощать углерод из атмосферы в почву и хранить его от сотен до тысяч лет», - говорит ведущий автор.
«Это исследование также показало, что biochar помогает накапливать органический углерод в почве до 20 процентов (в среднем 3.8 процента) и может снизить выбросы закиси азота из почвы на 12–50 процентов, что увеличивает преимущества смягчения последствий изменения климата».
Выводы подтверждаются недавним Специальным докладом Межправительственной группы экспертов по изменению климата об изменении климата и земельных ресурсах, в котором, по оценке, имеется значительный потенциал смягчения последствий изменения климата.
«Межправительственная группа обнаружила, что в глобальном масштабе она может сократить выбросы углекислого газа на 300-660 миллионов тонн в год к 2050 году», - говорит профессор Джозеф.
«Сравните это с выбросами Австралии в прошлом году - около 499 миллионов тонн углекислого газа - и вы увидите, что biochar может поглотить много выбросов. Нам просто нужна воля, чтобы разрабатывать и использовать ».
Стабильный уголь
Biochar - это продукт нагрева остатков биомассы, таких как древесная щепа, навоз, ил, компост и зеленые отходы, в среде с недостатком кислорода - процесс, называемый пиролизом.
В результате получается стабильный древесный уголь, который может сократить выбросы парниковых газов, одновременно повышая плодородие почвы.
Ассоциация GCB Биоэнергетика В исследовании было рассмотрено около 300 статей, включая 33 метаанализа, в которых изучались многие из 14,000 20 его исследований, опубликованных за последние XNUMX лет.
«Было обнаружено, что средняя урожайность сельскохозяйственных культур увеличилась с 10 до 42 процентов, концентрация тяжелых металлов в тканях растений снизилась на 17–39 процентов, а доступность фосфора для растений также увеличилась», - говорит профессор Джозеф.
«Biochar помогает растениям противостоять стрессам окружающей среды, таким как болезни, и помогает растениям переносить токсичные металлы, водный стресс и органические соединения, такие как гербицид атразин».
Польза для растений
В исследовании впервые подробно рассказывается, как biochar улучшает корневую зону растения.
В первые три недели, вступая в реакцию с почвой, он может стимулировать прорастание семян и рост рассады.
В течение следующих шести месяцев на его частицах создаются реактивные поверхности, улучшающие снабжение растений питательными веществами.
Через три-шесть месяцев biochar начинает «стареть» в почве и образует микроагрегаты, защищающие органическое вещество от разложения.
Профессор Джозеф говорит, что исследование показало, что наибольшая реакция на biochar была в кислых и песчаных почвах, где biochar применялся вместе с удобрениями.
«Мы обнаружили положительные эффекты, которые зависели от дозы, а также от соответствия свойств biochar ограничениям почвы и потребностям растений в питательных веществах», - говорит профессор Джозеф.
«Растения, особенно на кислых почвах с низким содержанием питательных веществ, распространенных в тропиках и влажных субтропиках, таких как северное побережье Нового Южного Уэльса и Квинсленд, могут получить значительную пользу от биоугля.
«Песчаные почвы в Западной Австралии, Виктории и Южной Австралии, особенно в засушливых регионах, все больше страдающих от засухи в условиях изменения климата, также сильно выиграют».
Профессор Джозеф AM является экспертом в производстве стабильного биоугля из сельскохозяйственных, городских и лесных отходов.
Он исследовал преимущества биоугля для улучшения состояния почв и борьбы с изменением климата с тех пор, как в семидесятые годы его познакомили с ним коренные австралийцы.
Он говорит, что biochar использовался для выращивания сельскохозяйственных культур и для поддержания здоровых почв коренными народами Австралии, Латинской Америки (особенно в бассейне Амазонки) и Африки на протяжении многих сотен лет.
Биочар также был зарегистрирован в 17 веке как кормовая добавка для животных.
Но хотя австралийские исследователи изучают биочар с 2005 года, он относительно медленно становится коммерческим продуктом: Австралия производит около 5000 тонн в год.
«Это отчасти связано с небольшим количеством финансируемых крупномасштабных демонстрационных программ, а также с отсутствием знаний у фермеров и правительственных советников о биочар, нормативных препятствиях и нехватке венчурного капитала и молодых предпринимателей для финансирования и строить предприятия по производству биоугля », - говорит профессор Джозеф.
Для сравнения: США производят около 50,000 500,000 тонн в год, в то время как Китай производит более XNUMX XNUMX тонн в год.
Должен быть экономически жизнеспособным
Профессор Джозеф, получивший Орден Австралии за свою работу в области возобновляемых источников энергии и биоугля, говорит, что для широкого внедрения биоугля необходимо, чтобы он был легко интегрирован в сельскохозяйственные операции и продемонстрировал свою экономическую жизнеспособность.
«Мы занимаемся наукой, но у нас нет достаточных ресурсов для обучения и обучения людей, для организации демонстраций, чтобы фермеры могли увидеть преимущества использования biochar для развития этой новой отрасли», - говорит он.
Однако это медленно меняется, поскольку крупные корпорации покупают сертификаты сокращения выбросов углекислого газа (CORC), чтобы компенсировать свои выбросы, что повышает популярность биоугля в Австралии.
У Biochar есть потенциал для множества применений.
Профессор Джозеф является соавтором недавнего исследования в International Materials Reviews, в котором подробно описаны менее известные применения биочара, например, в качестве строительного материала, для снижения токсинов в почве, выращивания микроорганизмов, в кормах для животных и в восстановлении почвы.
UNSW совместно с компанией и университетом в Норвегии получил грант на разработку антимикробного покрытия на основе биоугля, которое убивает патогены в воде и находит применение в фильтрации воздуха. системы, он говорит.