Мискантус сахароцветный и биоугли из древесины березы снижают выбросы углекислого газа (СО2) в атмосферу, выяснили биологи Уральского федерального университета и Института экологии растений и животных УрО РАН. Специалисты оценили разные варианты биоугля и высокотравных растений, чтобы найти потенциальных кандидатов для карбоновых ферм. Результаты экспериментов ученые опубликовали в Russian Journal of Ecology. Работа ведется в рамках проекта «Урал-Карбон» при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.
Мискантус, который специалисты вырастили в лаборатории УрФУ. Фото: пресс-служба УрФУ
Специалисты предложили создавать карбоновые фермы на основе мискантуса. Это высокотравное растение, нетребовательное в уходе, которое быстро растет и поэтому быстро накапливает углерод в биомассе. За один сезон растения вырастают, поглощая углерод из воздуха и накапливая его в стеблях, листьях и корнях. В отличие от обычного леса или поля, где растения после отмирания разлагаются и выпускают CO₂ обратно в атмосферу, карбоновые фермы быстрее запечатывают углерод и затем при грамотном обращении десятилетиями хранят его. Из мискантуса можно делать циновки, утварь, элементы мебели и другие поделки.
«Карбоновые фермы из высокотравных растений (высотой 2–4 метра) выгодны: вырастили за сезон биомассу, подсчитали, сколько углерода она накопила, затем сделали из нее биоугли и закопали в почву. Таким образом можно получать эквивалент карбоновых единиц, которые затем можно выставлять на бирже», — рассказала заведующая лабораторией восстановительной экологии УрФУ Анна Бетехтина.
По словам специалиста, оценку проходили биоугли как из самого мискантуса, так и из амаранта, который используется в пищевой промышленности (к примеру, амарантовая мука). Однако экосистемное дыхание стало наиболее «спокойным» именно у почв с березовым биоуглем и растущим мискантусом.
«Мы взяли два типа биоуглей — мелиоративные (для удобрений) и секвестрационные (для хранения CO₂). Оценили их свойства по совокупности косвенных характеристик и проверили, действительно ли они снижают дыхание почвы и экосистемы. В ходе исследования выяснилось, что надо добавлять в почву биоугли из древесины березы и выращивать мискантус. Это самое оптимальное соотношение для запечатывания углерода», — добавила Анна Бетехтина.
С помощью газоанализатора ученые замерили, насколько активно закопанный биоуголь и мелиоративный, и секвестрационный с мискантусом и без выделяет СО2 и метан. То есть оценили экосистемное дыхание и сравнили показатели. Оказалось, что наилучшее сочетание — это выращивание мискантуса с добавлением биоугля из древесины березы.
«Выращивание мискантуса и использование биоугля, с одной стороны, поможет внести позитивный вклад в глобально потепление, а с другой — позволит производить биоудобрения для сельскохозяйственных почв (биоуголь)», — добавляет Анна Бетехтина.
Обычно такой биоуголь получают из отходов пищевой промышленности: шелухи подсолнечника, скорлупы орехов, жмыха кофе или финиковых косточек. Собранную массу перерабатывают с помощью пиролиза (нагрев без доступа кислорода) и превращают в биоуголь. Такой биоуголь используют либо в виде удобрения, либо для хранения CO₂.
Отметим, увеличение численности населения и сельскохозяйственных животных, объемов сжигаемого ископаемого топлива и посевных площадей приводит к избыточному выбрасыванию парниковых газов в окружающую среду. Из-за этого затрудняется отведение тепла от поверхности планеты и возникает феномен глобального потепления.
Справка
Карбоновый полигон — это участок природных ландшафтов, где отрабатываются методики учета эмиссии и депонирования парниковых газов. В феврале 2021 года Министерство науки и высшего образования РФ запустило пилотный проект по созданию на территории регионов России карбоновых полигонов для разработки и испытаний технологий контроля углеродного баланса. Программа карбонового полигона Свердловской области «Урал-Карбон» была утверждена летом того же года.
Сегодня участниками проекта «Урал-Карбон» являются Уральский федеральный, Уральский государственный лесотехнический и Уральский государственный аграрный университеты, Институт экологии растений и животных УрО РАН, Институт промышленной экологии УрО РАН, Институт математики и механики УрО РАН, Ботанический сад УрО РАН.
Источник информации и фото: пресс-служба Уральского федерального университета
