Фракции биоугля порождают активный кислород в почве и ослабляют снижение N2O на 22,5% и 27,6%

Исследователи сообщили в Carbon Research, что размер подвижных фракций, высвобождаемых из биоугля, определяет образование активных форм кислорода (АФК) в чаросфере, микрозоне почвы вокруг биоугля. В работе сравнили биоуголь, полученный пиролизом при 300 °C, и биоуголь, полученный при 500 °C. По данным авторов, АФК, образующиеся в этой зоне, ослабляли способность биоугля снижать выбросы N2O на 22,5% при 300 °C и на 27,6% при 500 °C springer.comCarbon Researchspringer.comОткрыть источник ↗.

Горячие точки АФК возникают при колебаниях редокс-условий в почве, главным образом из-за поступления внешнего органического углерода. До сих пор оставалось плохо изученным, как разные подвижные фракции биоугля регулируют образование АФК в чаросфере.

Растворённый чёрный углерод при 300 °C

Для биоугля, полученного при 300 °C, фракция менее 0,45 мкм, известная как растворённый чёрный углерод (DBC), определяла образование АФК в чаросфере по непрямому пути. Авторы связывают это с более высоким содержанием водорастворимых фенолов. Они увеличивали накопление Fe(II) на 68,4% и тем самым способствовали реакции Фентона.

В чаросфере биоугля, полученного при 300 °C, содержание •OH было в 1,23 раза выше, чем в чаросфере биоугля, полученного при 500 °C springer.comCarbon Researchspringer.comОткрыть источник ↗.

Мелкие частицы при 500 °C

Для биоугля, полученного при 500 °C, основной вклад в образование АФК вносили высвобождаемые фракции 0,45–25 мкм, которые авторы называют мелкими частицами. Эти частицы образуют АФК напрямую, поскольку несут много стабильных свободных радикалов. Они же образуют АФК и косвенно: обогащают среду биотическими факторами, такими как Bacillus и Mycoarthris, которые выделяют редокс-активные метаболиты.

Содержание O2•- и H2O2 в чаросфере биоугля, полученного при 500 °C, было в 1,69 и 1,29 раза выше соответственно, чем при 300 °C. По данным авторов, эти различные механизмы лежат в основе разной пространственно-временной динамики горячих точек АФК в чаросфере.

Влияние на выбросы N2O

Образовавшиеся АФК, особенно H2O2, снижали способность биоугля уменьшать выбросы N2O в чаросфере. Снижение составило 22,5% для биоугля, полученного при 300 °C, и 27,6% для биоугля, полученного при 500 °C springer.comCarbon Researchspringer.comОткрыть источник ↗.

Авторы заключают, что зависящие от размера фракции, высвобождаемые из биоугля, регулируют механизмы образования АФК. По их словам, это даёт новое представление о потенциале почвы чаросферы в снижении выбросов парниковых газов.