Μια εργαστηριακή μελέτη διαπίστωσε ότι ο συνδυασμός ρυζιού-βιοανθράκων άχυρου με βακτήρια που διαλυτοποιούν κάλιο-αύξησε το υδατοδιαλυτό κάλιο-στο όξινο επιφανειακό έδαφος κατά 52,5% και το διαθέσιμο κάλιο κατά 49,8%.
Η ολοκληρωμένη επεξεργασία αύξησε επίσης το pH του εδάφους, αύξησε την οργανική ύλη και μείωσε την κίνηση του καλίου στο υπέδαφος. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι τα βιολογικά προϊόντα και οι τροποποιήσεις με βάση τον άνθρακα-μπορεί να βοηθήσουν στη διατήρηση των θρεπτικών συστατικών στη ζώνη των ριζών της καλλιέργειας. Ωστόσο, τα ευρήματα βασίζονται σε ένα πείραμα επώασης και το έγγραφο εξακολουθεί να είναι μια προεκτύπωση υπό δημόσια συζήτηση και αξιολόγηση από ομοτίμους.
Ερευνητές με επικεφαλής τον Saba Babar δημοσίευσαν αυτά τα ευρήματα στο EGUsphere, την πλατφόρμα προεκτύπωσης για το SOIL, ένα περιοδικό ανοιχτής-πρόσβασης της Ευρωπαϊκής Ένωσης Γεωεπιστημών. Το χειρόγραφο παραλήφθηκε την 1η Ιουνίου και τέθηκε σε δημόσια συζήτηση στις 17 Ιουλίου.
Η συνδυασμένη θεραπεία υπερτερεί μόνο του λιπάσματος καλίου
Οι ερευνητές τοποθέτησαν 850 γραμμάρια όξινου εδάφους σε στήλες με στρώμα επιφανειακού εδάφους 0-15 εκατοστών και στρώμα υπεδάφους 15-30 εκατοστών. Το λίπασμα καλίου εφαρμόστηκε μόνο στο ανώτερο στρώμα για τη μέτρηση της συγκράτησης κοντά στην επιφάνεια και της κίνησης προς τα κάτω υπό άρδευση.
Πέντε επεξεργασίες δοκιμάστηκαν σε τέσσερις επαναλήψεις: ένας μη επεξεργασμένος μάρτυρας, μόνο λίπασμα καλίου, κάλιο με 1% βιοαπάνθρακα κατά βάρος του εδάφους, κάλιο με βακτηριακό εμβόλιο και κάλιο με βιοάνθρακες και βακτήρια.
Σε σύγκριση με το λίπασμα καλίου μόνο, η συνδυασμένη επεξεργασία αύξησε το pH του εδάφους κατά 13,5% και την οργανική ύλη του εδάφους κατά 53,9%. Το υδατοδιαλυτό κάλιο αυξήθηκε κατά 52,5% και το διαθέσιμο κάλιο αυξήθηκε κατά 49,8%.
Το έγγραφο δεν προτείνει ότι οι καλλιεργητές μπορούν να μειώσουν την εφαρμογή ποτάσας κατά το ίδιο ποσοστό. Αντίθετα, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η συνδυασμένη επεξεργασία άλλαξε την απελευθέρωση και την κατακράτηση καλίου στο πειραματικό έδαφος.
Το Biochar διατηρεί το κάλιο καθώς τα βακτήρια το απελευθερώνουν
Το κάλιο στο έδαφος εμφανίζεται σε πολλές πισίνες. Μερικά διαλύονται στο νερό του εδάφους ή διατηρούνται σε περιοχές ανταλλαγής όπου οι ρίζες των φυτών μπορούν να έχουν πρόσβαση, ενώ ένα πολύ μεγαλύτερο μερίδιο μπορεί να παγιδευτεί σε ορυκτά ή να στερεωθεί σε μορφές που δεν είναι άμεσα διαθέσιμες στις καλλιέργειες.
Τα βακτήρια που διαλυτοποιούν κάλιο{0}}απελευθερώνουν οργανικά οξέα και άλλες ενώσεις που κινητοποιούν το κάλιο από μέταλλα. Η μελέτη υποδηλώνει ότι το biochar υποστηρίζει αυτή τη διαδικασία διατηρώντας μέρος του πρόσφατα διαλυτοποιημένου θρεπτικού συστατικού.
Η πορώδης δομή, η επιφάνεια και η ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων-του Biochar παρέχουν θέσεις προσρόφησης για ιόντα καλίου. Στο πείραμα, αυτές οι ιδιότητες περιόρισαν την κίνηση προς τα κάτω καθώς τα βακτήρια αύξησαν τη διαλυτότητα του καλίου.
Αυτή η αλληλεπίδραση είναι ιδιαίτερα σημαντική σε όξινα εδάφη, τα οποία μπορεί να έχουν περιορισμένη ικανότητα προσρόφησης καλίου. Ως αποτέλεσμα, το διαλυμένο κάλιο μπορεί να μετακινηθεί κάτω από τη ζώνη της κύριας ρίζας κατά την άρδευση.
Πιθανές επιπτώσεις για την αποτελεσματικότητα της ποτάσας
Το κάλιο είναι ένα από τα τρία κύρια θρεπτικά συστατικά λιπασμάτων της γεωργίας, μαζί με το άζωτο και τον φώσφορο. Η βελτίωση της κατακράτησης καλίου θα μπορούσε να ωφελήσει τις περιοχές που εξαρτώνται από την εισαγόμενη ποτάσα και τα αρδευόμενα συστήματα όπου η απώλεια θρεπτικών συστατικών κάτω από τη ζώνη της ρίζας μειώνει την απόδοση.
Τα ευρήματα προτείνουν μια συμπληρωματική-στρατηγική διαχείρισης θρεπτικών συστατικών παρά μια άμεση αντικατάσταση της ορυκτής ποτάσας. Το Biochar προμηθεύει κάλιο μόνο εάν η πρώτη ύλη το περιέχει, ενώ τα βακτήρια που διαλυτοποιούν κάλιο κινητοποιούν κυρίως τα υπάρχοντα αποθέματα στο έδαφος ή τα μεταλλεύματα.
Ένα εμπορικά βιώσιμο πρόγραμμα θα πρέπει να λάβει υπόψη τα αποθέματα καλίου του εδάφους, τους ρυθμούς απομάκρυνσης των καλλιεργειών, τη σύνθεση βιοαπανθράκων, την απόδοση του εμβολιασμού και τα ποσοστά εφαρμογής λιπάσματος. Η οικονομική περίπτωση εξαρτάται από το εάν η βελτιωμένη διατήρηση θρεπτικών συστατικών αντισταθμίζει το κόστος παραγωγής, μεταφοράς και εφαρμογής βιοαπανθράκων και μικροβιακών προϊόντων.
