Цель исследования состояла в установлении влияния внесения в почву биоуглей, полученных из разных, характерных для Западной Сибири органических отходов сельского хозяйства (коровий навоз, солома), деревообрабатывающей (сосновые опилки) и пищевой промышленности (скорлупа кедрового ореха) на морфометрические характеристики растений (на примере яровой пшеницы (Triticum aestivum L.)) и свойства дерново-подзолистой почвы. Оценка влияния осуществлялась в ходе проведения вегетационных экспериментов с использованием климатических камер. В результате вегетационных исследований установлено, что внесение всех отмеченных видов биоуглей в слой почвы приводит к достоверному (p < 0.05) росту морфометрических характеристик яровой пшеницы. Например, внесение в почву биоугля из соломы приводит к увеличению высоты растения до узла на 19%, а количества листьев – на 8%, по сравнению с контролем. Внесение в почву биоугля из навоза увеличило длину корня яровой пшеницы на 35%, по сравнению с контролем. При использовании биоуглей из соломы и навоза наблюдается снижение кислотности почвы (увеличение pH с 7.1 до 7.4 и 7.8 соответственно). Результаты комплексного анализа свидетельствуют о том, что агрономические преимущества у биоуглей из пшеничной соломы и отходов жизнедеятельности крупного рогатого скота проявляются лучше, чем у биоуглей из сосновых опилок и скорлупы кедровых орехов, что связано с более высокой концентрацией питательных элементов и веществ с щелочной реакцией (карбонатов и оксидов) в них. Полученные результаты полезны с точки зрения оценки экологических рисков использования биоугольных мелиорантов в почвах, типичных для бореального биоклиматического пояса. Последующие эксперименты, включающие в себя исследования совместного внесения биоуглей и удобрений в почву, позволят разработать рекомендации по использованию технологии термической конверсии региональных органических отходов в мелиоранты, улучшающие качество почв и повышающие их плодородие.
The paper purpose was to establish the effect of applying biochar obtained from various organic wastes of agriculture (cow manure, straw), woodworking (pine sawdust) and food industry (pine nut shell), which are typical of Western Siberia, on the morphometric characteristics of plants (using spring wheat (Triticum aestivum L.) as the example) and the soddy-podzolic soil properties. The assessment of biochar influence was performed by a series of vegetation experiments using climatic chambers. As a result, it was found that the introduction of all the noted biochar types into the soil layer leads to a significant (p < 0.05) increase in the morphometric characteristics of spring wheat. For example, when applying the straw biochar to the soil, it results in growing the plant height to the node by 19%, while the number of leaves increased by 8% compared to the control variant. The introduction of biochar from manure leads to the increased length of the spring wheat root by 35%. Moreover, straw and manure biochars contribute to the reduction of soil acidity (increase in pH values from 7.1 to 7.4 and 7.8, respectively). The results of the comprehensive analysis indicate that the agronomic advantages of application of biochars obtained from wheat straw and cattle manure are better compared to biochars from pine sawdust and pine nut shells, which is due to higher concentration of nutrients and substances with alkaline reaction (carbonates and oxides) in the former. The results obtained are useful from the point of view of assessing the environmental risks when applying biochar ameliorants in soils typical of the boreal bioclimatic zone. Subsequent experiments, including studies of the joint application of biochars and fertilizers to the soil, will make it possible to develop recommendations for applying the thermal conversion technology for recycling the regional organic waste into ameliorants that improve soil quality and increase its fertility.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.