Свойства биоугля, полученного из древесины и богатой питательными веществами биомассы, для агрономических и экологических целей

Производство и использование биоугля являются частью современной стратегии переработки отходов, удержания питательных веществ, загрязнителей и тяжёлых металлов в почве, а также компенсации части выбросов парниковых газов. Были исследованы биоугли, полученные из древесины (опилок эвкалипта и сосновой коры), жома сахарного тростника и богатых питательными веществами материалов (кофейной шелухи и куриного помёта), произведённые при температурах 350, 450 и 750 °C, с целью определения их агрономических и экологических преимуществ, способных улучшить качество почвы. Биоугли из древесины и сахарного тростника обладают более высоким потенциалом повышения запасов углерода в тропических почвах благодаря более выраженному ароматическому характеру, высокой концентрации углерода, низкому соотношению H/C и особенностям спектров ИК-Фурье (FTIR) по сравнению с биоуглями из богатого питательными веществами сырья. Высокое содержание золы, связанное с щелочными химическими соединениями, такими как KHCO3 и CaCO3, что было подтверждено рентгенодифракционным анализом (XRD), обусловило потенциальную пригодность биоуглей из куриного помёта и кофейной шелухи в качестве известкующих материалов для восстановления кислых почв. Высокое содержание кальция и калия в биомассе куриного помёта и кофейной шелухи может существенно заменить традиционные источники калия, большая часть которых импортируется в Бразилию, и кальция, что свидетельствует о высокой агрономической ценности этих биоуглей. Зольные биоугли, такие как биоугли из куриного помёта и кофейной шелухи, произведённые при низких температурах (350 и 450 °C), характеризовались высокими значениями катионообменной ёмкости (CEC) и могут рассматриваться как потенциальные материалы для повышения удержания питательных веществ в почве. Таким образом, агрономическая ценность исследованных биоуглей преимущественно определяется богатством исходной биомассы питательными веществами; однако повышение температуры пиролиза до 750 °C может значительно снизить адсорбционную способность биоуглей из куриного помёта и кофейной шелухи. Представлена схема агрономического потенциала и экологических преимуществ биоуглей, а также приведены рекомендации по установлению связи между их свойствами и потенциальным агрономическим и экологическим применением. На основе свойств биоуглей определены актуальные направления исследований и сформулированы задачи для будущих испытаний.