"Terra Preta" на Среднем Урале

Свердловская область является одним из самых неблагополучных в экологическом плане регионов. Средний Урал "бомбит" со всех сторон – достается и воде, и воздуху. При этом говорится о стоках и выбросах промышленных предприятий, автомобильных выхлопах, но забывается не менее важный "поставщик" загрязняющих веществ - сельхозугодья. Работа аграриев – обработка почв, внесение мелиорантов удобрений и выпас животных - существенно увеличивает вынос закиси азота (известного также как оксид диазота или веселящий газ) с полей. В частности, в середине апреля, когда стал сходить снег, специалисты Центра экологического мониторинга и контроля зафиксировали выброс диоксида азота в атмосферу Екатеринбурга. По одной из версий, их надуло с полей в пригороде уральской столицы. О том, чем чревато глобальное изменение климата и на каждый ли яд есть противоядие, в эксклюзивном интервью "Уралинформбюро" рассказала Елена Рижия - кандидат биологических наук,сотрудник Агрофизического научно-исследовательского института (Санкт-Петербург). - Елена Яновна, об изменении климата сегодня не говорит разве что ленивый. Как известно, сильнейшее воздействие на него оказывают парниковые газы, нагревающие атмосферу Земли. Насколько актуальна проблема парникового эффекта? - На государственном уровне поставлена задача по контролю изменений парниковых газов в России и поддержанию общемирового уровня. Об этом говорится в постановлении нашего правительства. Еще в 1999 году Россия подписала Киотский протокол (дополнительный документ к Рамочной конвенции ООН об изменении климата – прим. ред.). В 2016 году было подписано Парижское соглашение по борьбе с глобальным изменением климата, но так и не ратифицировано нашей страной. Закись азота (N2O) — третий по значимости парниковый газ Киотского протокола. На него приходится около 6 % глобального потепления. Выделяется при производстве и применении минеральных удобрений, в химической промышленности, в сельском хозяйстве и т.п. - Каковы главные источники парниковых газов? - На долю энергетики и промышленности приходится от 70% до 80% выбросов. Об этом говорится в шестом отчете РФ по изменению климата. Вклад сельского хозяйства существенно ниже – в районе 10-12%. Но при этом надо понимать, что именно на долю сельскохозяйственных почв приходится от 40 до 60% от суммарного количества оксида азота, попадающего в атмосферу нашей планеты из всех существующих источников. Это третий по значимости парниковый газ Киотского протокола, на который приходится около 6 % глобального потепления. Это очень активный реагент, разрушающий озон, а значит, воздействие солнца на планету оказывается все более активное. По причине нагрева нижних слоев атмосферы скоплением парниковых газов повышается температура поверхности земли. Как следствие, температура воздуха выше, чем должна быть, что приводит к таким необратимым последствиям, как климатические изменения и глобальное потепление. Парижское соглашение по климату было принято 12 декабря 2015 года по итогам конференции в Париже. 195 участников форума договорились не допустить повышения средней температуры на планете к 2100 году более чем на 2 градуса по Цельсию по сравнению с доиндустриальной эпохой. Агроэкосистема существенно отличается от экосистемы. С математической точки зрения в экосистеме – если что-то убыло, столько же и прибыло. Сама природа пытается компенсировать понесенные потери. В агроэкосистеме такого совершенного баланса не существует. Когда мы вмешиваемся в нее все более активно, мы должны компенсировать потери - вносить в почвы удобрения, мелиоранты и т.п., причем преимущественно азотной направленности. Если не компенсировать, это ведет к деградации сельхозпочв и к низким урожаям культур. А ведь сегодня продовольственная безопасность – задача номер один для России. С другой стороны, наше вмешательство в агроэкосистему ведет к изменению очистного баланса. Увеличивается эмиссия (выброс каких-либо веществ в атмосферу – прим. ред.) парниковых газов или происходит вымывание питательных элементов в низлежащие горизонты. - Каким образом можно снизить эмиссию парниковых газов из сельскохозяйственных почв? - Проводятся многочисленные научные исследования по влиянию различных агротехнических мероприятий, например, подбор видов обработки почв, способных минимизировать потери парниковых газов. В севооборот вводятся культуры, позволяющие снижать эмиссию и в то же время поддерживать плодородие. В 80-х годах прошлого века в нашей стране была разработана программа использования различных ингибиторов (химических препаратов), пресекающих цепочки микробиологических процессов, ведущих к образованию парниковых газов. Ежегодно в России образуется около 320 миллионов тонн органических отходов, 250 миллионов из которых – отходы сельского хозяйства и лесной Одна из современных технологий – это внесение в почву биоугля. Применение этого продукта, полученного в результате карбонизации растительной биомассы, позволяет решать ряд экологических проблем. Во-первых, в производственный цикл вовлекаются растительные отходы, способные усилить циклы азота и углерода, если они не задействованы в хозяйственной деятельности. В России сегодня отходы сельского хозяйства – почти невостребованный ресурс. Во-вторых, снижается растущая концентрация диоксида азота в атмосфере, т.к. поглощённый растениями в ходе фотосинтеза углерод не возвращается в атмосферу, а консервируется в виде карбонизированной биомассы, тем самым снижая эмиссию парниковых газов. Внесение биоугля в качестве мелиоранта в почву играет ключевую роль в изменении физико-химических свойств почв, которые влияют на ход микробиологических процессов, отвечающих за образование парниковых газов, и одновременное улучшение динамики питательных веществ, необходимых для роста и развития растений. - Как давно биоуголь используется в сельхозработах? - В конце 90-х годов немецкие ученые обратили внимание на искусственно созданные почвы, активно использующиеся в сельском хозяйстве в бразильской части Латинской Америки. Почвы, получившие название "Terra Preta", были сформированы местными жителями в результате регулярного сжигания травянистой и кустарниковой растительности и заделки полученного материала в пахотный слой. Почвы с большим количеством древесного угля были также обнаружены в Европе. Результаты исследований ученых из Санкт-Петербурга демонстрируют, что внесение биоугля в средне окультуренную почву снизило эмиссию закиси азота в среднем на 33%. Среди ученых возникла идея перспективности использования карбонизированных материалов в сельском хозяйстве для улучшения почвенных характеристик и снижения выбросов парниковых газов. А это, как уже было сказано, согласуется с проблематикой нашего времени – глобальным изменением климата и продовольственной безопасностью в мире. Более подробно об этом говорится в диссертации Ирины Мухиной "Влияние карбонизированной биомассы на параметры плодородия дерново-подзолистых почв и эмиссию парниковых газов" (выдержки приведены во врезках – прим.ред). - При всей полезности биоугля широкого распространения в России он пока не нашел. Почему? - В нашей стране большую роль пока что играют суждения экономические. Видимо, невыгодно обеспечивать каждое хозяйство печами для производства карбонизированной массы. Кроме того, растительные отходы, из которых делают биоуголь, и сам продукт – индивидуальны. Большое значение также имеет регион применения – климат везде особенный. Требуется провести немало исследований, прежде чем ввести биоуголь в массовое использование. Применение экологически безопасного пиролиза растительных остатков (биоуголь) способно снижать антропогенную эмиссию парниковых газов на 12% ежегодно. - Тем не менее, в перспективе это просматривается? - Если взять северо-запад России, то мы уже на протяжении 8 лет изучаем влияние биоугля на сельскохозяйственные почвы. И не было ни одного года, когда варианты с применением биоугля не показывали бы снижение эмиссии парниковых газов в почвах. Мы можем утверждать также, что улучшаются почвенные свойства, полезные для роста и развития растений. - Когда говорят о "парниковом эффекте", многим это кажется проблемой далекой перспективы. Как он влияет на природу, людей и города, в которых мы живем? - Если первоначально ученые говорили о глобальном потеплении, то сейчас немного поменяли интонацию и уже начали рассуждать о глобальном изменении климата. Все замечают, что происходит сдвиг месячных погодных изменений, сезонов. Если раньше зимними месяцами были декабрь, январь и февраль, то сегодня зима, по крайней мере, на Северо-Западе, начинается в середине января, а весна в марте и не думает стартовать. Меняется и аграрный аспект: те культуры, которые произрастали на юге, теперь прекрасно растут, например, в средней полосе России. Климатические риски могут привести к тому, что будет больше опустынивания – там, где были плодородные земли. Какое-то глобальное изменение происходит, и основная причина, конечно, это увеличение концентрации антропогенных парниковых газов в атмосфере. Беседовала Кристина Шабунина