Использование отходов целлюлозных заводов в почве может быть выгодно для экологии и промышленности

Исследование Университета Альберты показывает, что отходы целлюлозных заводов, обычно отправляемые на свалку, могут быть полезны в качестве органического удобрения. Это помогает снизить экологический ущерб от применения обычных удобрений и улучшить состояние почвы и рост деревьев.

Двухлетнее исследование на плантации гибридного тополя в северной Альберте показало, что добавление биоотходов (остатков древесины и волокон от производства целлюлозы и бумаги) к обычным удобрениям снижает выбросы вредных парниковых газов из почвы. Комбинация биоотходов и обычных удобрений также повысила плодородие почвы.

Обычные удобрения на основе промышленной мочевины стимулируют выбросы парниковых газов из почвы, особенно закиси азота (N₂O), значимого фактора глобального потепления. Хотя биоотходы целлюлозных заводов обычно богаты органикой и малотоксичны, их влияние на эмиссию газов было неизвестно.

На тестовом участке в 2.4 гектара исследователи сравнили влияние трёх вариантов обработки: только биоотходы, только обычное удобрение и их комбинация. Измерялись выбросы CO₂, CH₄ и N₂O из почвы, а также её химические и микробные свойства.

Результаты:

• Обычное удобрение увеличило выбросы CO₂ на 30%, а N₂O — на 83%.
• Только биоотходы увеличили эти выбросы лишь на 21% и 17% соответственно.
• При совместном внесении биоотходов и обычного удобрения не наблюдалось увеличения выбросов CO₂ по сравнению с контролем.

«Возможно, внесённые биоотходы поглощают часть минерального азота в почве, а затем действуют как удобрение медленного высвобождения в течение вегетационного сезона. Это приводит к менее выраженному влиянию на выбросы парниковых газов по сравнению с применением только обычного удобрения», — поясняет соавтор исследования Синьли Чен.

Внесение биоотходов (как отдельно, так и в комбинации) также оказало положительное влияние на почву:

• Увеличило содержание растворённого органического углерода (важного звена углеродного цикла).
• Повысило микробную биомассу (бактерии и грибы, разлагающие органику), что способствует высвобождению питательных веществ.

Полученные данные указывают на ключевую роль почвенных микроорганизмов в регулировании выбросов парниковых газов. Это может быть основным механизмом, работающим при разных сценариях удобрения.

«Понимание их эффекта может помочь разработать стратегию смягчения негативных последствий обычного удобрения, например, путём воздействия на определённые почвенные микробы», — отмечает Чен.

Исследование предлагает «беспроигрышную стратегию» для управления отходами целлюлозной промышленности.

«Перепрофилирование биоотходов в органическое удобрение, которое может помочь сократить выбросы парниковых газов, способно повысить устойчивость целлюлозно-бумажной промышленности», — говорит ведущий автор исследования Скотт Чанг.

Результаты опубликованы в журнале Journal of Environmental Management.