Куриный помет превратили в нанокомпозитные гранулы для подкормки кукурузы

Международная группа ученых из Перу и Китая представила новаторскую технологию производства гранулированных удобрений на основе куриного помета, которая позволяет одновременно сократить выбросы парниковых газов, утилизировать отходы птицефабрик и обеспечить кукурузу точечным высокоэффективным питанием.

Птицеводство является одним из самых динамично развивающихся секторов мирового сельского хозяйства, однако оборотной стороной этого роста становится накопление значительных объемов сырого куриного помета. Этот отход выделяет едкий аммиак, загрязняет грунтовые воды и служит источником опасных патогенов, а его утилизация требует больших затрат.

Международный коллектив исследователей, среди которых ведущие роли сыграли Томас Саманьего, Юрий Аревало-Аранда и Фан Цзя, нашел способ превратить эту экологическую угрозу в высоколиквидный коммерческий продукт. Объединив усилия научно-исследовательских центров Перу и Китая, они разработали и детально просчитали экономический эффект от внедрения органоминеральных гранул под маркой BioC.

В основе разработки лежит метод контролируемой стабилизации и глубокой переработки сырого органического сырья. На первом этапе технологического процесса куриный помет проходит обязательную термическую и микробиологическую дезинфекцию, что позволяет ликвидировать семена сорных растений и уничтожить вредную микрофлору, включая сальмонеллу.

Затем стабилизированную органическую основу смешивают в выверенной пропорции с концентрированными минеральными добавками. Ученые интегрировали в состав гранул карбамид как источник азота, диаммонийфосфат для насыщения фосфором и хлорид калия. Полученную однородную массу отправляют на высокотехнологичное прессование. На выходе получаются гранулы. Их преимущество заключается в том, что пористая органическая матрица из помета удерживает летучие и легковымываемые химические соединения, превращая гранулу в систему пролонгированного действия. Минеральные вещества не вымываются первыми же осадками, а поступают к корням постепенно.

Эффективность проверили на кукурузе, которая предъявляет высокие требования к азотному и фосфорному питанию.

Чтобы результаты были объективными, эксперименты проводились в двух географических зонах Южной Америки с принципиально разными климатическими условиями и типами полива: в засушливом регионе Хуараль с регулируемым искусственным орошением и в полувлажном регионе Хуан-Гуэрра с естественным дождевым типом увлажнения почв.

Ученые сравнивали действие гранул с традиционными схемами внесения чистых минеральных удобрений. Испытания доказали, что органоминеральный комплекс на основе помета активизировал поглощение макроэлементов корневой системой кукурузы, что привело к увеличению биомассы и улучшению качественных показателей зерна при одновременном снижении дозировки чистой химии.

Анализ жизненного цикла показал, что замена стандартных азотно-фосфорных туков на гранулы BioC привела к сокращению выбросов парниковых газов из почвенного профиля. На полях, где применялся переработанный помет, практически прекратилось избыточное выделение закиси азота и углекислого газа.

Ученые смогли доказать, что органический углерод, содержащийся в капсулированном курином помете, связывается почвенными коллоидами и консервируется в земле, улучшая ее структуру и задерживая влагу, вместо того чтобы улетучиваться в атмосферу. Таким образом, новая агротехнология решает проблему утилизации отходов птицефабрик и одновременно выступает инструментом декарбонизации сельского хозяйства.

Исследование опубликовано в научном журнале Cleaner Environmental Systems (издательская платформа ScienceDirect).
Анна Медведева