Биоуголь делает компостирование более экологичным

Добавление биоугля в компост может существенно снизить выбросы парниковых газов при переработке органических отходов. К такому выводу пришли авторы нового глобального анализа, опубликованного в журнале Nitrogen Cycling. Исследование показало, что богатый углеродом материал снижает выбросы метана и закиси азота в процессе компостирования. При этом уровень выбросов углекислого газа остается практически неизменным.

Метаанализ, проведенный под руководством Цзинфан Сю из Нанкинского сельскохозяйственного университета (Китай), объединил данные 123 исследований и более чем 1000 экспериментов по компостированию со всего мира. Результаты указывают на стабильные климатические преимущества биоугля в самых разных условиях и при использовании различных материалов компостирования.

«Биоуголь действует как губка: он улучшает аэрацию, поглощает вредные газы и стабилизирует питательные вещества, — пояснил Сю. — Такой баланс помогает конечному компосту сохранять больше азота, доступного для растений».

Баланс химического состава компоста

Биоуголь получают путем нагревания биомассы при ограниченном доступе кислорода. В результате образуется пористая структура, способная удерживать воздух и воду и влиять на активность микроорганизмов в процессе разложения. Исследователи выяснили, что эти свойства помогают снижать образование метана и закиси азота — газов, гораздо более сильно влияющих на глобальное потепление в сравнении с углекислым газом.

Однако работа также выявила факторы, которые могут ослаблять положительный эффект биоугля. Высокая соленость компостных смесей, измеряемая показателем электропроводности, снижает его эффективность, так как нарушает микробиологические процессы. Аналогичным образом слишком кислая среда ограничивает удержание азота.

При нейтральных или слабощелочных значениях pH и умеренной влажности биоуголь способствует стабильному аэробному разложению, сокращая зоны образования метана и минимизируя потери азота.

«Тонко настраивая условия компостирования, мы можем сделать переработку органических отходов значительно более экологичной с точки зрения климата», — отметил Чжэнцин Сюн, старший автор исследования из Сычуаньского университета искусств и наук (Китай).

Важны дозировка и условия

Анализ показал, что на результаты влияют также количество и тип биоугля. Наилучший эффект давали умеренные дозы, тогда как избыточное добавление приводило к образованию переувлажненных зон, благоприятных для выделения метана. Лабораторные испытания также показали, что окисленный биоуголь лучше удерживает азот и снижает улетучивание аммиака по сравнению с необработанными формами.

Авторы подчеркивают, что при составлении рецептур компоста следует избегать сырья с высоким содержанием солей и поддерживать сбалансированное соотношение углерода и азота. Средние значения влажности и pH в сочетании с умеренными дозами биоугля обеспечивали наиболее стабильное снижение выбросов во всех экспериментах.

Практическое значение

Для специалистов по компостированию и фермеров результаты дают четкие практические рекомендации: поддерживать стабильные условия и избегать экстремальных значений. Контролируемая аэрация в сочетании с добавлением биоугля обеспечивала минимальные выбросы парниковых газов и аммиака как в компосте на основе навоза, так и в компосте на основе отходов.

Авторы приходят к выводу, что компостирование с добавлением биоугля может сделать системы переработки отходов более устойчивыми к климатическим изменениям и одновременно повысить эффективность использования питательных веществ. Такой подход позволяет совместить задачи повышения сельскохозяйственной продуктивности и снижения выбросов в глобальном масштабе.