Студентка Воронежского государственного лесотехнического университета Ирина Щербакова стала финалисткой Всероссийского конкурса «Наука будущего – наука молодых», где она представит проект по использованию биоугля из берёзовых отходов для частичной замены торфа в субстрате при выращивании сосны, берёзы и тополя. Эксперименты показали, что добавка биоугля до 15% улучшает влагоудерживающую способность на 25% и катионообменную ёмкость почти вдвое, а на основе полученных данных уже разработаны рекомендации для лесных питомников. Об этом студенческом успехе рассказал в своих соцсетях ректор ВГЛТУ Михаил Драпалюк.
Ирина Щербакова, студентка кафедры проектирования технологических машин и комплексов Воронежского государственного лесотехнического университета, стала одной из финалисток престижного всероссийского конкурса, который проводится при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и в этом году собрал более 3400 заявок из 81 региона. Её работа посвящена актуальной проблеме поиска альтернативных компонентов для почвенных смесей, используемых в лесных питомниках, и в качестве перспективного материала она выбрала биоуголь, полученный методом низкотемпературного пиролиза при 500°C из берёзовых древесных отходов, которые обычно либо сжигаются, либо захораниваются, создавая экологическую нагрузку.
В ходе экспериментального цикла Ирина проверила, как разные дозировки биоугля – от 5 до 15% – влияют на рост сеянцев берёзы повислой, сосны обыкновенной и гибридного тополя, и обнаружила, что биоуголь не только улучшает физико-химические свойства субстрата, но и может частично заменить торф, запасы которого ограничены и добыча которого ведёт к разрушению болотных экосистем.
Результаты тепличных экспериментов оказались многообещающими: влагоудерживающая способность субстрата увеличилась почти на четверть (на 24%), что особенно важно в условиях летних засух, а катионообменная ёмкость, определяющая способность почвы удерживать питательные элементы, подскочила с 11,47 до 23,21 смоль⁺/кг – почти в два раза, что указывает на улучшение плодородия и доступности минералов для растений.
Оптимальные дозы биоугля были определены для каждой породы: для сосны и берёзы достаточно 5-10% добавки, а для более быстрорастущего тополя, который требует больше питания, можно вносить до 15%, причём на основе этих данных уже сформулированы практические рекомендации для лесных питомников, которые могут внедрить эту технологию без дорогостоящего переоборудования. Однако перед широкомасштабным применением необходимо решить несколько задач: компенсировать подщелачивание, которое иногда наблюдается при высоких дозах биоугля, и избежать иммобилизации азота – когда микроорганизмы связывают питательные вещества и делают их недоступными для растений, поэтому следующие этапы исследования будут направлены на разработку методов коррекции этих побочных эффектов.
В ближайших планах Ирины – переход к опытно-производственным испытаниям в реальных питомниках, чтобы проверить эффективность технологии не только в теплице, но и в полевых условиях, а также оценка экономической целесообразности: насколько дорого обходится получение биоугля и можно ли организовать его производство на базе лесоперерабатывающих предприятий, которые генерируют тысячи тонн отходов ежегодно.
Финал конкурса, где Ирина представит свой проект, состоится в Нижнем Новгороде с 22 по 25 сентября в рамках XI Всероссийского молодёжного научного форума.
