Покровные культуры в Вашингтоне: польза для почвы и потенциал для биотоплива
Новое исследование показало, что покровные культуры, которые можно выращивать в Вашингтоне в обычный «межсезонный» период, не вредят почве и могут быть проданы как сырьё для биотоплива.
После сбора урожая сельхозугодья часто остаются под паром до посева следующей основной культуры. Это приводит к эрозии почвы, росту сорняков и отсутствию дохода у фермеров. Покровные культуры могут решить эти проблемы, но у фермеров есть опасения по поводу их влияния на качество почвы, сокращения окна для выращивания основной культуры и невозможности продать покровную культуру.
В статье, опубликованной в журнале Biomass and Bioenergy, команда учёных из Университета штата Вашингтон (WSU) изучила четыре покровные культуры, выращивавшиеся в течение нескольких лет на полях в западном и центральном Вашингтоне. Две из них показали многообещающие результаты.
Тритикале (гибрид пшеницы и ржи) дало самые высокие урожаи. Волосатая вика (бобовая культура с опушёнными листьями) обеспечила стабильные урожаи при низких затратах и обогатила почву азотом.
«Идея в том, чтобы открыть новые источники покровных культур, — сказал Мики Сантоса, аспирант кафедры биологических систем WSU и автор-корреспондент статьи. — Мы не хотим вредить экономике фермеров или почве, поэтому внимательно изучили проблемные моменты, с которыми фермеры сталкиваются при использовании покровных культур».
Проект является совместным предприятием WSU и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL).
Команда также оценила потенциал каждой культуры для производства биотоплива. В этом помогла новая технология — гидротермальное сжижение, в процессе которой собранная биомасса перерабатывается в топливо.
«Конечная цель — обеспечить нефтеперерабатывающие заводы и переработчиков большим количеством биомассы и возобновляемого сырья, — сказал Сантоса. — Работа с фермерами и агропромышленным комплексом по поиску подходящих культур жизненно важна для достижения этой цели».
В настоящее время для каждой культуры, используемой для биотоплива, существует свой специализированный процесс преобразования биомассы в топливо. Это затрудняет создание рынка. Гидротермальное сжижение позволяет переработчикам смешивать разные типы биомассы для производства биотоплива. Исследование показало, что каждую культуру из полевых испытаний можно переработать в биотопливо с помощью этого процесса.
«Если переработчики смогут гомогенизировать разные материалы для производства топлива, это позволит нам думать о выращивании разнообразных культур, которые хорошо подходят для разных районов», — сказал Чад Крюгер, директор Центра устойчивого сельского хозяйства и природных ресурсов WSU и соавтор статьи.
Одна из главных проблем для фермеров — убедиться, что покровные культуры не повлияют на их товарные культуры, уменьшив питательные вещества или влажность почвы, или сократив вегетационный период. Исследовательская группа также изучила, снижает ли удаление биомассы с полей пользу от покровных культур.
«Мы обнаружили, что удаление биомассы, особенно тритикале, которое росло очень обильно, не вредило почве», — сказал Крюгер.
Требуются дополнительные исследования, но команда надеется, что фермеры смогут выращивать дополнительную культуру, которая поможет и их земле, и их доходу, одновременно увеличивая производство биотоплива.
«Покровные культуры всегда выращивались для помощи почве, но теперь фермеры могут фактически получать за них деньги, — сказал Крюгер. — Добавьте к этому преимущества биотоплива, и это будет выгодно для всех».