Биоуголь из скорлупы кедровых орехов повышает урожайность и безопасен для экологии

Ученые Тюменского государственного университета (ТюмГУ) предложили использовать биоуголь из скорлупы кедровых орехов в качестве частичной замены торфа в теплицах. Исследование показало, что такая добавка существенно повышает урожайность овощных культур и микрозелени. Результаты опубликованы в журнале «Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева».

Состав субстрата: активированный биоуголь показал лучшие результаты

В ходе эксперимента ученые сравнили два вида биоугля из скорлупы кедровых орехов: полученный медленным пиролизом и активированный водяным паром. Как рассказала младший научный сотрудник лаборатории ресурсоэффективных технологий термической переработки биомассы ТюмГУ, аспирант Института X-BIO Алина Дрягина, наиболее выраженный эффект по питательным элементам показал измельченный активированный биоуголь при внесении 10–20 % по объему. В таких смесях заметно возрастало содержание фосфора, калия и кальция.

По словам Дрягиной, добавление измельченного активированного биоугля в торфяной субстрат увеличивало концентрацию ключевых макроэлементов от полутора до шести раз. Однако ученые отмечают, что высокие дозы биоугля требуют дополнительной агрономической настройки. «20-процентная доля измельченного биоугля приводила к наибольшему росту соотношения углерода к азоту. Это может быть полезно с точки зрения устойчивости органического вещества, но одновременно способно снижать доступность азота для растений, поэтому состав субстрата необходимо подбирать под конкретную культуру и технологию выращивания», — пояснила Дрягина.

Экологическая безопасность и перспективы масштабирования

Доцент Школы естественных наук ТюмГУ Константин Пономарев добавил, что научная группа отдельно оценила влияние биоугля на содержание потенциально опасных элементов в субстрате. «Для нас было важно показать не только питательную ценность добавки, но и ее экологическую безопасность. Анализ тяжелых металлов и неметаллов подтвердил, что исследованные биоугли из скорлупы кедровых орехов могут рассматриваться как безопасный компонент торфяных смесей», — отметил он. Пономарев также подчеркнул, что за счет пористой структуры и щелочных свойств биоуголь может работать как сорбент и помогать регулировать кислотность кислых торфяных субстратов.

Исследование проводилось в лабораторных условиях; модельной культурой выбрали микрозелень руколы. Тем не менее ученые полагают, что опыт может быть масштабирован на крупные тепличные хозяйства, где выращиваются томаты, огурцы, перцы и другие овощные культуры.

Биоугли из скорлупы кедровых орехов получали методом медленного пиролиза при температуре от 600 до 1000 градусов Цельсия. Полученный продукт не содержит вредителей, патогенов и семян сорняков. По оценкам специалистов, применение такой добавки одновременно решает проблему утилизации отходов на предприятиях Западной Сибири, перерабатывающих кедровые орехи, и снижает потребность тепличных хозяйств в торфе. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда и в рамках государственного задания № FEWZ-2024-0013.