эксклюзив
У мискантуса появился новый рынок сбыта в виде биоугля для выращивания сои. Внесение биоугля из мискантуса увеличило массу корней, образование клубеньков и урожайность семян сои в опыте корейских исследователей, что открывает для технической культуры нишу в растущем рынке биочара.
Биоуголь, или биочар, — это богатое углеродом твердое вещество, получаемое путем пиролиза биомассы в условиях с ограниченным содержанием кислорода.
Биоуголь эффективен для связывания углерода, поскольку он стабилен и разлагается в почве в течение длительного времени, кроме того улучшает питательный профиль почвы, активность ферментов и микробной биомассы. Однако, полезные свойства биоуголя различаются в зависимости от типов сырья. При этом рынок биочара показывает устойчивый рост – ожидается, что его стоимость возрастет до 450, 58 млн долларов США к 2030 году.
В исследовании группы ученых из Национального института растениеводства Республики Корея был протестирован биоуголь из мискантуса в отношении сои, ценной культуры.
Мискантус (Miscanthus sacchariflorus) — многолетнее растение с путем фотосинтеза C4, происходящее из Восточной Азии. Мискатнус легко адаптируется к различным климатическим условиям и типам почв, не боится засухи и производит много биомассы, поэтому в основном используется в целлюлозной промышленности. Однако, существуют предпосылки для производства продукции с добавленной стоимостью, а именно биоугля из мискантуса для растениеводства.
Соя (Glycine max), одна из самых ценных культур в мире, представляет собой однолетнюю бобовую культур – источник растительного белка и масла.
Как бобовое растение, соя фиксирует и утилизирует атмосферный азот через клубеньки, образующиеся в корнях, и сообщалось, что активность варьируется в зависимости от почвенной среды ризосферы.
Качество почвы имеет решающее значение для здоровья соевых бобов. В связи с этим проведено много исследований по улучшению почвенной среды с использованием мульчирования, микробных инокулянтов и биоугля, в том числе.
В исследовании корейских ученых источником биоуголя для сои, выращенной в поле, а не в теплице, послужил мискантус. Влияние биочара мискантуса на почвенную среду и культуру сои оценивалось в Научно-исследовательском институте биоэнергетических культур в Муане, Чоннам, Республика Корея. Биоуголь мискантуса вносили в нормах 3 и 10 тонн/га (участки BC3 и BC10 соответственно) за 20 дней до посева сои, а почву без биоугля использовали в качестве контроля (CON).
Сырье из мискантуса разрезалось на кусочки длиной 1 см и подвергалось пиролизу при температуре 650–700 °C в течение 2,5 часов с использованием газификатора Top-Lift Up Draft (TLUD) для получения биоугля.
Полевой эксперимент проводился в трехкратной повторности с размером участка 2,8×3 м. Биоуголь рассыпали по полю и вспахивали на глубину 0–15 см. На все делянки вносилось одинаковое количество минеральных удобрений, сеяли раннеспелый сорт сои Seonyu2ho 9 июня 2022 г. и собирали 18 октября 2022 г.
По итогам опыта с внесением 10 т/га биоугля (BC10) органическое вещество и доступный фосфат увеличились в 1,6 и 2,0 раза соответственно по сравнению с таковыми в контрольной почве (CON). Кроме того, активность дегидрогеназы почвы увеличилась на 70% на участке BC10, структура микробного сообщества также изменилась после внесения биоугля.
Бактериальными типами, которые различались между CON и BC10, были Acidobacteria и Chloroflexi, которые, как известно, участвуют в круговороте углерода. За счет таких изменений свойств почвы сухая масса корней и количество клубеньков у сои увеличились на 23% и 27% соответственно, а урожай семян увеличился в 1,5 раза на участке ВС10.
Таким образом, биоуголь из мискантуса увеличил плодородие почвы для сои, и, как следствие, увеличил урожай семян. Это исследование будет способствовать новому применению мискантуса в сельском хозяйстве, способствуя устойчивому земледелию.
По статье группы авторов (Да-Хи Ан, Донг-Чил Чанг, Кван Су Ким, Джи-Ын Ли, Янг-Лок Ча, Джэ-Хи Джонг, Джи-Бонг Чой, Су-Ён Ким), опубликованной в журнале Agriculture 2023 на портале www.mdpi.com. На фото, принадлежащем группе авторов, вы видите влияние биоугля на корневую систему сои.
