Переработка побочных продуктов биотехнологии может улучшить здоровье почвы при одновременном сокращении выбросов углерода и сохранении урожайности.
Недавняя статья в Agrosystems, Geosciences & Environment исследует возможные преимущества нового вида удобрения для сельскохозяйственных культур. Исследователи из Института сельского хозяйства Университета Теннесси вместе с сотрудниками из DuPont, USDA, MetCorps и Университета штата Оклахома изучили два поля кукурузы (Zea mays L.вар. indentata): один участок, обработанный термоинактивированной отработанной микробной массой (SMB), и один участок, обработанный обычным фермерским удобрением. SMB - это побочный продукт отходов биотехнологии, который может обеспечить питательные вещества, содержащиеся в обычных удобрениях. В течение одного года исследователи измеряли чистый экосистемный обмен углекислым газом (чистые выбросы CO2) между поверхностью посевов и атмосферой на двух участках. Исследователи также измерили урожайность кукурузы в течение двух вегетационных сезонов, а также изменения содержания углерода в почве за 1,7 года.
«Повторное использование побочных продуктов промышленной биотехнологии стало важным компонентом циркулярной биоэкономики», - говорит ведущий исследователь Деб О'Делл. Во время исследования О'Делл был аспирантом отдела инженерии биосистем и почвоведения под руководством соавтора и профессора почвоведения Нила Иша. «Когда богатые питательными веществами отходы возвращаются на сельскохозяйственные угодья, повышается плодородие почвы и повышается урожайность», - говорит Иш.«Кроме того, повторное использование потоков отходов может сократить выбросы парниковых газов и повысить плодородие почвы, что также может принести большую пользу для окружающей среды». Джеймс Зан из DuPont Tate & Lyle Bio Products, LLC добавляет, что «применение богатого источника питательных веществ в биотехнологических отходах DuPont в сельском хозяйстве может не только заменить минеральные удобрения, но и улучшить состояние почвы и улучшить сельскохозяйственное производство».
Согласно результатам исследования, добавление SMB обеспечило такую же урожайность, как и при использовании типичных фермерских методов удобрения; однако SMB приходилось применять с большей скоростью. Команда также обнаружила, что ежегодный чистый обмен двуокиси углерода в экосистеме был больше для приложения SMB, чем для фермерского участка, хотя некоторые избыточные выбросы, по-видимому, возвращаются обратно в экосистему. «Более широкое применение SMB показывает потенциал для повышения продуктивности экосистемы и экологической устойчивости за счет преобразования отходов питательных веществ в более высокие урожаи, большую биомассу растений и увеличение содержания углерода в почве», - предполагают авторы статьи.
В целом исследование показало, что использование богатых углеродом питательных веществ из отходов увеличивает содержание органического вещества в почве, улучшает физические и химические свойства почвы и создает резервуар питательных веществ для растений, обеспечивая экологические и сельскохозяйственные преимущества, выходящие за рамки непосредственных применение и урожайность.