Оцінка ефективності застосування біовугілля (biochar) для відновлення деградованих ґрунтів
Loading...
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Проблема деградації ґрунтів є однією з ключових екологічних загроз сучасності, оскільки ґрунтовий покрив забезпечує функціонування наземних екосистем, продуктивність агроландшафтів та стабільність біогеохімічних циклів. У світі понад третина ґрунтів перебуває у різних стадіях деградації через ерозійні процеси, забруднення, надмірну експлуатацію, урбанізацію та зміни гідрологічного режиму. В Україні деградація ґрунтів посилюється інтенсивним сільськогосподарським використанням, техногенним навантаженням, наслідками воєнних дій, зниженням вмісту гумусу, підвищенням кислотності та накопиченням токсикантів, що призводить до втрати родючості й погіршення екосистемних послуг. Сучасні виклики відновлення ґрунтів ускладнюються впливом кліматичних змін: зростання температур, збільшення частоти посух, інтенсифікації ерозійних процесів та загального зменшення вологості ґрунтового профілю. До цього додається техногенне забруднення важкими металами, нафтопродуктами, пестицидами, мікро- та наночастинками, руйнування структури ґрунту будівельною та промисловою діяльністю, а також деградація, спричинена вибуховими навантаженнями під час воєнних дій. Виснаження земель через інтенсивне землеробство, монокультури та недостатнє повернення органічної речовини ще більше погіршує стан ґрунтового покриву та зменшує його екологічну стійкість.
У цих умовах одним із найбільш перспективних методів відновлення є застосування біовугілля (biochar) — продукту термічного розкладання біомаси без доступу кисню, який поєднує агротехнологічні та кліматичні переваги. Біовугілля здатне підвищувати вміст стабільного органічного вуглецю в ґрунті, покращувати його структуру, водоутримувальну здатність і пористість, буферувати кислотність, підвищувати доступність поживних речовин та створювати оптимальне середовище для розвитку корисної мікробіоти. Воно також ефективно сорбує важкі метали, пестициди й інші токсиканти, зменшуючи їхню рухомість і біодоступність. Завдяки цим властивостям біовугілля розглядається як універсальний інструмент екологічної реабілітації, здатний сприяти фіторемедіаційним процесам, адаптації агроекосистем до змін клімату та довготривалому акумулюванню вуглецю в ґрунтових системах.
Description
Метою дослідження є оцінка ефективності застосування біовугілля для відновлення фізико-хімічних, біологічних та екотоксикологічних характеристик деградованих ґрунтів. Для досягнення цієї мети передбачено аналіз сучасних наукових підходів до використання біовугілля, характеристику його властивостей, дослідження змін у ґрунтових показниках після внесення biochar, оцінку впливу на мобільність токсичних елементів, визначення потенціалу у фіторемедіаційних технологіях та розроблення рекомендацій щодо практичного застосування.
Об’єктом дослідження виступають деградовані ґрунти різного генезису та рівня техногенного впливу, а предметом — зміна їхніх властивостей під впливом внесення біовугілля.
Наукова новизна роботи полягає у комплексній оцінці впливу біовугілля на деградовані ґрунти в умовах техногенного та кліматичного навантаження, уточненні механізмів взаємодії biochar із мікробіотою та токсичними елементами, а також у визначенні оптимальних доз і способів внесення залежно від типу деградації ґрунтів.
Практичне значення результатів полягає у можливості їх використання для розробки проєктів рекультивації порушених земель у промислових регіонах, екологічної модернізації агровиробництва, відновлення ґрунтів, забруднених важкими металами й органічними токсикантами, а також у системах підвищення родючості та водоутримувальної здатності ґрунтів. Отримані результати можуть слугувати основою для створення рекомендацій щодо сталого управління земельними ресурсами й адаптації до кліматичних змін завдяки поглинанню та довготривалому зберіганню вуглецю у ґрунтовому середовищі.